В основу фильма легла реальная история советского летчика Александра Мамкина, участвовавшего в опасной миссии под названием «Звёздочка». В оккупированном Полоцке дети из местного приюта оказались на грани голодной смерти. Фашисты планировали использовать их как живых доноров, но директору чудом удалось уговорить немцев временно отправить ребят в деревню — якобы для того, чтобы подкормить ослабленных малышей.
Партизаны, узнав о появлении детей в селе, немедленно разработали план спасения. После долгих усилий им удалось переправить ребят к своим. Однако отряд оказался в кольце врагов, и единственной надеждой стала эвакуация по воздуху. Так началась операция «Звёздочка» — рискованный, но единственный шанс спасти жизни детей.