1947年冬，从前线战场选调的飞行学员贺怀德、李保旗等人，赶到东北牡丹江机场附近时，北满形势正在恶化，航校一大队已奉命向安东机场转移。在迁移途中，贺怀德抢上前帮何敏搬动大汽油筒，不小心挥臂撩倒了对方，何敏军帽落地，露出秀发，贺怀德才发现她是个女兵，为表歉意和友好，让她牵走战马备用。常浩将战俘三原纠夫调到一大队任带飞教官，引起了一些学员的误会。严冬寒夜，气温降至零下40多度，帐篷内，学员们被冻得无法入睡，何敏发现贺怀德在帐外拾柴，供大伙取暖用，她觉得贺怀德与众不同。等候在火车站外的薛喜莲，连日里，她夜思日盼着能见上哥哥一面，将母亲的遗物亲手交给贺怀德，还险些被人误认为国民党飞行员家属。在日本人遗弃的破旧机场上建立起航校一大队，生活与学习条件都十分简陋，大队长常浩和架机起义的姚建业一道制定教学大纲，姚建业严谨教学，严格纪律，让学生们耳目一新。政委刘立秋带领机务人员克服种种困难，组织修复仅有的几架残破教练机，为飞行做准备。如果试飞成功，这将是我们人民空军的第一个飞行日，可政委刘立秋在敌袭击时，为掩护姚建业牺牲。

几个月后，千镇机场又升起了蓝旗，飘起了红白相间的风向袋。上午，八点零一分，第一次放单飞，机智的贺怀德放单飞顺利成功，而李保旗因动作粗野惹恼了教官姚建业，他嚷嚷着要让李保旗停飞。加上土匪炸毁了航校的油库，李保旗对飞行失去了信心，觉得不如当兵扛枪过瘾，便和另外两个学员开小差，要回老部队去。途中，他们与土匪遭遇，战斗中牺牲了一个学员，抢到了一车汽油，返回了航校。在禁闭室内，李保旗认识到自己的错误，改过自新，练就出一双鹰般的眼睛。更为艰苦的训练生活开始了，拼装教练机，没有航空汽油就试用酒精代替，没有初教机，经航校批准，一大队学员直上高教机飞行，创造了世界航空史上的先例。常浩就要带贺怀德等几位优秀飞行员参加开国大典的空中分列式了，他们要架机通过天安门上空，接受中央领导人的检阅，惜别时，贺怀德等人架机通场飞行向黑土地告别。转场后，常浩的爱人肖迪是个热心肠，她想促成他（她）们的关系，说服贺怀德给何敏去信联络感情。之后，俩人鸿雁传书，感情大增。

节假日，在颐和园门口，贺怀德巧遇母亲的养女薛喜莲，原来薛喜莲欲将养母的遗物交给他，可贺怀德接受新的任务，匆匆离别。为使空军从单一走向多样化，军委不仅组建了航空兵部队混合旅，还组成了轰炸机团及六所航校。之后，常浩被任命为混合旅的歼击机团团长，贺怀德也跟随他，改飞米格——15歼击机，并担任飞行中队队长，何敏担任气象站站长，隋定臣因姚建业在老航校说过的一句话，调到轰炸机团，改飞轰炸机。薛喜莲为将母亲的遗物一盒子交给哥哥贺怀德，几乎走遍了北京城，还是找不到贺怀德的踪影。此时贺怀德已在上海机场改装受训，由苏军飞行教官带飞。因俩人语言不通，贺怀德与柯罗廖夫经常发生争执，但当每一次飞行结束后，在常浩面前柯罗廖夫不禁称赞贺怀德会像自己成为空中英雄的。朝鲜战争爆发了，混成旅组建成航空师，常浩师长率部队开赴一线安东机场……

已参加志愿军的薛喜莲，此时也被选进东北牡丹江航校学习飞行，在转运货物、伤员的中转站与贺怀德失之交错。一线机场，当贺怀德得知，为扩建航空兵师，急需战斗骨干，师部决定调李保旗，他舍不得李保旗，便要求与李保旗再联飞一次。在着陆时，不巧遇上其他两架飞机，一个对头飞式，气坏了在部队观察的刘亚楼司令员。贺怀德看准时机，向刘亚楼司令员要求批准李保旗留用。意外被获准。贺怀德又收到后方航校薛喜莲的来信，流露出愿与哥哥比翼齐飞。当晚，与友军联谊舞会上，何敏贺怀德翩翩起舞，她把红发卡当作定情物送给了贺怀德。虽然贺怀德、李保旗飞行时间只是几十个小时，却不为强敌，能够勇敢地迎战世界空军强国。李保旗猛打猛冲，第一个击落敌机，很是得意。身为飞行大队长的贺怀德，几次空战都没有战绩，思想压力很大，热恋着贺怀德的何敏不断地鼓励他。

空联司令员柯锐见不断有飞行员跳伞落水牺牲，便叮嘱一定尽快解决好海上营救问题。同时为在实战中锻炼飞行员，把后续上来的飞行员让贺怀德等人带飞，投入实战中去。一次空战中，天空陡然转暗，乌云密布，碎云块就要覆盖整个机场，何敏及时请示值班司令员王琏，让在空中战的飞行员迅速返航，朝鲜空军司令员王琏准确下达了返航命令。由于贺怀德贪功恋战，大胆孤机作战，迂回快速地击落一架敌机，返航途中，飞机油料耗尽，迫降时造成三等事故，受到降级处分。贺怀德认识到自己的错误，认为光凭勇敢是不够的，还要讲战术，后来，他冷静的作战，采用伏击战术，一举击落了美国空军“超级王牌”飞行员约翰逊。空联司令为他举行庆功会。会上，专程赶来的空军司令员刘亚楼豪气地说：“打掉约翰逊王牌飞行员就是站在中国空军的前列。牡丹江航校，经过教官三原纠夫严格施教带飞后，薛喜莲顺利放单飞。袁秀用以毒攻毒的方法，克服了呕吐顽症，也顺利放单飞了。在中国空军的强大攻击下，美国空军被迫将活动范围退缩到朝鲜清川江以南，大和岛变成了军事重地。为此，在空联司令部严密部署下，实施陆海空三军协同作战，发布了对敌方大和岛轰炸的总攻命令。

在中国空军的沉重打击下，美国空军被迫将活动范围退缩到朝鲜清川江以南大和岛，机种也改装成F—86。在总攻击开始之际，隋定臣因缺乏协同作战意识，率编机提前5分钟起飞，试图以快速出击取胜，在没有歼击机护航的情况下，轰炸机群全部暴露在敌机火力交叉网中，空联指挥部因事发突然，应变不及，最终因协同失利，轰炸机部损失惨重。牡丹江航校，薛喜莲顺利放单飞，她按奈不住喜悦之情，按袁秀教的写信给贺怀德，并企盼收到哥哥来信。又是一个风雨雪夜，贺怀德来到机库查看飞机维护情况。何敏对贺怀德关怀备至，给他送去一壶烧酒暖暖身子。贺怀德见机务长老田一脸冻伤像挂彩一样，于是就把那一壶烧酒给了他，老田对何敏非常感谢。一次空战，鲁前团长与美军“佩刀”式机群遭遇战，被敌机层层包围，终因寡不敌众、击落牺牲。从失利的经验教训，柯瑞和贺怀德意识到空中战术协同的重要性，向刘亚楼提出“一域多层、四四制”的战术思想。