Этот фильм рассказывает о героизме советского пилота Александра Мамкина, участвовавшего в секретной миссии «Звёздочка». В Полоцке, захваченном фашистами, дети из местного приюта страдают от голода. Оккупанты планируют использовать их как доноров для своих раненых, однако директору детдома хитростью удаётся отправить ребят в деревню — якобы для поправки здоровья.
Партизаны, узнав о группе малышей, решают их спасти. После долгих усилий детей удаётся переправить к своим. Но отряд в кольце врагов — эвакуировать можно только по воздуху. Так начинается дерзкая операция «Звёздочка», где Мамкин и другие лётчики рискуют жизнями, чтобы вывезти детей за линию фронта.