В основу картины легла реальная история лётчика Александра Мамкина, участвовавшего в дерзкой миссии под названием «Звёздочка». В Полоцке, захваченном фашистами, воспитанники местного детдома оказались на грани голодной смерти. Оккупанты планировали использовать их как живых доноров для своих раненых, но директору чудом удалось уговорить немцев временно отправить детей в деревню – якобы для поправки здоровья.
Партизаны, узнав о маленьких узниках, разработали рискованный план спасения. Преодолевая невероятные трудности, они вывезли группу к своим. Однако отряд оказался в кольце вражеских войск – эвакуировать детей можно было только по воздуху. Так началась беспрецедентная операция «Звёздочка», где главную роль сыграл отважный пилот Мамкин.