Во время сражений за освобождение Украины из боевого вылета возвращаются лётчики-истребители второй эскадрильи. Нет только её командира — Героя Советского Союза гвардии капитана Титаренко по прозвищу Маэстро. Однако, когда уже все, кроме его механика Макарыча перестали ждать — топливо в баке кончилось более сорока минут назад — на лётное поле сел «Мессершмитт», пилотируемый Титаренко. Его действительно сбили за линией фронта, но атаковавшая в тот момент пехота выручила лётчика, а на аэродроме подскока ему подарили трофей.
На следующий день в полку распределяют по эскадрильям только что прибывшее пополнение. Несколько новичков, среди которых лейтенанты Александров, Щедронов и Сагдуллаев, просятся в знаменитую вторую эскадрилью. Титаренко спрашивает каждого о их музыкальных талантах: вторая эскадрилья известна как «Поющая» и после боевой работы превращается в самодеятельный оркестр, где Титаренко выступает дирижёром. Щедронов напевает песню «Смуглянка» и получает соответствующее прозвище.
Едва познакомившись с пополнением, «старики» со словами «На ваш век хватит!» уходят на перехват большой группы немецких бомбардировщиков. Сразу в бой новичков не берут: в училище их готовили по ускоренной программе («взлёт-посадка»), им ещё надо учиться летать и воевать.
На базу возвращаются все, но Маэстро в гневе: уже не в первый раз его ведомый, старший лейтенант Скворцов, вышел из боя без приказа. После серьёзного разговора выясняется, что после того, как Скворцов под Курском был сбит в лобовой атаке, он подсознательно боится боя. Скворцов просит списать его в пехоту, в штрафбат, отдать под трибунал, но Титаренко сжигает его рапорт.
В перерывах между вылетами вторая эскадрилья репетирует музыкальные номера. Даже питающий отвращение к музыке Александров берётся исполнять партию бубна, а вскоре начинает руководить репетициями вместо комэска.
Новички начинают летать. После того как Александров разбивает самолёт при посадке, командир отчитывает его, но Александров как ни в чём не бывало отправляется ловить кузнечиков. Титаренко отстраняет Александрова от полётов на неопределённое время («Назначить дежурным… вечным дежурным по аэродрому!»). За Александровым прочно закрепляется прозвище «Кузнечик».
Титаренко на трофейном «Мессершмитте» улетает на разведку. В его отсутствие на аэродроме вынужденную посадку совершает лёгкий биплан У-2, пилотируемый лётчицами Зоей и Машей. Сагдуллаев влюбляется в Машу и получает от товарищей прозвище «Ромео». Прилетает немецкий «Мессершмитт», который бомбит и обстреливает аэродром, но все выживают, а «Ромео» с Машей даже не замечают его.
Вернувшийся из разведвылета Маэстро подтверждает сведения партизан о большой группе немецких танков. Когда пополнение (кроме Кузнечика) было готово к первому бою, Титаренко отправляется на повторную разведку (немцы замаскировали свои танки под копны и сараи), но на обратном пути его сбивают. Солдаты-пехотинцы, принявшие Титаренко за немца, который любил стрелять по медсанбату, устраивают ему «горячую встречу». Вернувшись в полк на лошади, Титаренко узнаёт от Макарыча, что погиб Смуглянка. Со своим ведущим он отрабатывал слётанность в паре и над аэродромом был сбит немецкими «бубновыми» «Фоккерами».
Через некоторое время Ромео признаётся Маше в любви.
Титаренко вступает в ВКП(б) и получает партийное поручение: личным примером показать молодому пополнению, что «бубновых» асов Геринга тоже можно успешно сбивать. Маэстро вызывает немцев на показательный «рыцарский поединок». Ведомым он берет Скворцова и заодно проводит «педагогический» эксперимент: в самом начале боя сообщает, что отказало оружие. Выручая друга, Скворцов впервые за долгое время преодолевает свой страх и даже сбивает немецкий самолёт. Вечером того же дня немцы совершают на аэродром налёт, во время которого отстранённый от полетов Кузнечик без разрешения взлетает, к тому же на самолёте Титаренко, и одерживает свою первую воздушную победу, спасая полк.
Эскадрилья даёт очередной концерт, на который приглашает и лётчиц, чей полк расквартирован неподалёку. Сергей Скворцов исполняет песню «Нiч яка мiсячна», а в одном из следующих вылетов направляет свой горящий самолёт на вражеские эшелоны с криком: «Ребята! Будем жить!»
Проходит ещё некоторое время. Территория Советского Союза почти освобождена. В бой снова идут одни «старики», но среди них уже и Ромео — старший лейтенант и ведомый Маэстро, и Кузнечик — старший лейтенант и командир второй эскадрильи, а сам Титаренко, в звании майора, уже командует полком. За пятнадцать минут до построения полка перед боевым вылетом, Ромео обращается к командиру с просьбой разрешить жениться, так как и его, и Машу в любой момент могут сбить. Титаренко не без колебаний даёт разрешение и полушутя отчитывает ведомого за отсутствие планшета (резолюцию на рапорт с просьбой приходится накладывать на футбольном мяче), как когда-то отчитывали и самого Титаренко. Новые «желторотики» остаются на земле дожидаться возвращения старших товарищей.