В фильме рассказывается о боевых буднях гвардейского истребительного авиационного полка во время Великой Отечественной войны, в основном — второй, «поющей», эскадрильи.
Советские войска начали освобождение Украины. Из боевого вылета возвращаются лётчики-истребители и, не успев даже толком пообедать, отправляются в бой снова. Он был тяжёлым, но вернулись все, кроме командира второй эскадрильи капитана Титаренко по прозвищу «Маэстро» (Леонид Быков). Однако, когда уже все, кроме его механика Макарыча (Алексей Смирнов) перестали ждать — бензин в баке кончился сорок минут назад — на лётное поле сел «Мессершмитт», пилотируемый Титаренко. Его действительно сбили за линией фронта, но атаковавшая в тот момент пехота выручила лётчика, а ребята с аэродрома подскока подарили ему трофей.
На следующий день в полку распределяли по эскадрильям только что прибывшее пополнение. Несколько новичков (Александров — «Кузнечик» (Сергей Иванов), Щедронов — «Смуглянка» (Сергей Подгорный), «Ромео» (Рустам Сагдуллаев)) попросились в знаменитую вторую эскадрилью. Проверить пополнение в небе сразу не получилось: срочный вылет на защиту переправы от пятидесяти бомбардировщиков с прикрытием. В этот вылет новичков, конечно, не взяли: им ещё надо учиться летать, в училище их готовили по ускоренной («взлёт-посадка») программе.
На базу вернулись все, тем не менее «Маэстро» был недоволен: уже не в первый раз его ведомый, старший лейтенант Скворцов (Владимир Талашко), вышел из боя без приказа. После серьёзного разговора выяснилось, что он после случая, когда был сбит в лобовой атаке немцем, подсознательно боится боя; в полёте всё в порядке, но, когда начинается бой, на него что-то находит. Когда очнётся — бой уже далеко в стороне. Скворцов просил списать его в пехоту, в штрафбат, но Титаренко сжёг рапорт.
Прошло какое-то время, и новички стали летать. Александров разбил один самолёт и был отстранён от полётов. «Ромео» — влюбился в Машу (Евгения Симонова), лётчицу У-2, совершившего на их аэродроме вынужденную посадку. «Маэстро» слетал на трофее на разведку и, пристрелив мимоходом генерала на белом коне, подтвердил сведения партизан о большой группе немецких танков, за что получил рекомендацию «готовить дырочку» для ордена. Когда пополнение (кроме «Кузнечика») было готово к первому бою, Титаренко отправился на повторную разведку (немцы замаскировали свои танки под копны и сараи) и был сбит своими же — его на трофейном самолёте приняли за немца, который любил стрелять по медсанбату. Вернувшись в полк, он узнал, что погиб один из молодых лётчиков — «Смуглянка». Со своим ведущим тот отрабатывал слётанность в паре и над аэродромом был сбит немецкими «бубновыми» «Фоккерами». Выполняя наказ замполита показать молодому пополнению, что «бубновых» асов Геринга тоже можно успешно сбивать, а также чтобы отомстить за «Смуглянку», «Маэстро» вызвал на бой немцев. Ведомым он взял Скворцова и в самом начале боя соврал, что отказало оружие. Выручая ведущего, Скворцов впервые за долгое время сбил немецкий самолёт, что помогло ведомому «Маэстро» справиться со своим страхом. По команде комполка на помощь им взлетела вся вторая эскадрилья. Для «желторотых» это был первый бой, и «старики» им показали, что даже и асы с драконами на бортах тоже «горят за милую душу». Вечером того же дня немцы совершили на аэродром налёт, во время которого отстраненный от полетов «Кузнечик» без разрешения взлетел, к тому же на самолёте Титаренко, сбил свой первый самолёт и спас полк. А в одном из следующих вылетов был сбит и направил горящий самолёт на вражеские эшелоны Сергей Скворцов.
Прошло ещё некоторое время. Территория Советского Союза почти освобождена. В бой снова идут одни «старики», но среди стариков уже и «Ромео» — ведомый Маэстро, и «Кузнечик» — старший лейтенант и командир второй эскадрильи, а сам Титаренко, в звании майора, уже командует полком. Из этого боя тяжело раненым сумел вернуться, но умер, посадив самолёт, «Ромео». Когда «Маэстро», Макарыч и «Кузнечик» пришли на аэродром женского полка сообщить Маше эту весть, они узнали, что полк улетел, а Маша вместе с напарницей Зоей тоже погибла, и на опустевшем аэродроме осталась их могила.