В фильме рассказывается о боевых буднях гвардейского истребительного 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», а в нём — Титаренко. Его действительно сбили за линией фронта, но атаковавшая в тот момент пехота выручила пилота, 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, а как начнётся драка — находит что-то, а как очнётся — бой уже далеко в стороне. Скворцов просил списать его в пехоту, в штрафбат, но Титаренко сжёг рапорт.

Прошло несколько дней, новички стали летать, Александров успел разбить один самолёт (и был отстранён от полётов), «Ромео» — влюбиться в Машу (Евгения Симонова), лётчицу У-2, совершившего на их аэродроме вынужденную посадку, «Маэстро» — слетать на трофее на разведку (и получил рекомендацию «готовить дырочку» для ордена). Когда пополнение (кроме «Кузнечика») было готово к первому бою, Титаренко отправился на повторную разведку и был сбит своими же — его на трофейном «Мессере» приняли за немца, который любил стрелять по медсанбату. Вернувшись в полк он узнал, что погиб один из молодых лётчиков — «Смуглянка». Он со своим ведущим отрабатывал слётанность в паре и над аэродромом был сбит немецкими «бубновыми» «Фоккерами». Чтобы отомстить за него, «Маэстро» вызвал на бой «бубновых асов». Ведомым он взял Скворцова и в разгар боя сказал, что отказало оружие. Выручая ведущего, Скворцов сбил первого немца за долгое время, что помогло ему справиться со своим страхом. По команде комполка на помощь им взлетела вся вторая. Для «зелёных» 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 налёт на аэродром, во время которого «Кузнечик» без разрешения взлетел, сбил свой первый самолёт и спас полк. А в одном из следующих вылетов был сбит и направил горящий самолёт на железнодорожную станцию 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 уже командует всем полком. Из этого боя сумел вернуться, но умер, посадив самолёт, «Ромео». Когда «Маэстро», Макарыч и «Кузнечик» пришли на аэродром женского полка сообщить Маше эту весть, они узнали, что она тоже погибла.