1947年冬，从陆军选调的飞行员贺怀德、李保旗等人，赶到东北牡丹江时，战争形势发生了变化，航校已向北满转移。贺怀德等人冒着风雪赶上航校一大队，推小火车爬坡时，认识了外号叫“小辣椒”的女卫生员何敏。 　　在日本人遗弃的破旧机场上建立的航校一大队，生活与学习条件都十分简陋，在新疆航空队学过飞行的大队长常浩、刘立秋带领大家克服种种困难，组织修复仅有的几架残破教练机，刘立秋在敌机偷袭时，为掩护姚建业牺牲。 　　学员们开始了航空理论的学习，由于学员大多只有小学文化，学习航空理论很吃力，加上土匪烧毁了航校油库，李保旗对飞行失去了信心，觉得不如当步兵扛枪打仗过瘾，便和另外两个学员一起开小差，要回老部队去，途中，他们与一群土匪遭遇，战斗中牺牲一个学员，抢到一马车汽油，返回了航校。 　　艰苦训练生活开始了，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。 　　常浩带着贺怀德等几位优秀飞行员参加开国大典的空中分列式，驾机通过天安门上空，接受中央领导人的检阅。在颐和园门口，贺怀德巧遇母亲的养女薛喜莲，原本喜莲欲将母亲遗物交给他，不料贺怀德领受新的任务匆匆离别。 　　此后不久，常浩被任命为空军组建的第一支航空兵部队——混成旅的歼击机团团长，贺怀德也跟随他，改飞米格——15歼击机，并担任飞行中队长。 　　朝鲜战争爆发了，混成旅扩建航空兵师，常浩师长率部开赴安东，参加抗美援朝。已参加志愿军的薛喜莲，此时也被选进东北航校学飞行，在转运货物、伤员的枢纽站与贺怀德失之交臂。 　　年轻的中国空军，虽然只飞了几十个小时的喷气式飞机，却不畏强敌，在苏联空军和朝鲜人民空军的配合下，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，暗恋贺怀德的何敏不断鼓励他，在一次空战中，贺怀德不听返航命令求功恋战，迫降时造成三等事故，受到降职处分，贺怀德认识到自己的错误，认为光凭勇敢不够，还要讲战术，后来，他冷静作战，采用伏击战法，一举击落美国空军“超级王牌”飞行员维尔斯。空联司专门为他举行庆功会。会上，专程赶来的空军刘司令员豪气地说：“打掉维尔斯，王牌飞行员就站在中国空军的行列里！” 　　中国空军越打越成熟，副团长姚建业6分钟击落3架敌机，被苏联红旗学院列入经典战例教材。 　　激烈的战斗在继续，贺怀德与气象员何敏的感情也日趋深厚。 　　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。但中国空军在轰炸大和岛时，因协同失利，轰炸机部队损失甚重。由此教训，柯瑞、贺怀德意识到空军战术协同的重要性，向刘司令提出“一域多层四四制”的战术设想。 　　由于美国企图突破“米格走廊”，出动大批飞机北犯，致使朝鲜空战规模越打越大，也越来越激烈，中国空军迅速组建一批新的航空兵师，开赴前线轮战。刘司令员指示，把空战推进到平壤以南，配合停战谈判。我机主动前出到清川江以北打击敌人。就在贺怀德所在师准备撤到二线休整前的一次空战中，团长贺怀德的飞机不幸被敌机击中。跳伞后，贺怀德的左摔骨折，被送到后方医院治疗，常浩为了照顾有情人，安排何敏到贺怀德所在医院治胆囊炎，顺便侍候贺怀德。已成为中国第一批女飞行员的薛喜莲，一直追寻贺怀德，闻讯赶到医院巧遇何敏，薛喜莲把装着母亲要他们成亲的遗言给了他，贺怀德在情感上陷入了矛盾，贺怀德以惊人的毅力战胜伤痛，配合治疗，让医生再接断骨，重返蓝天。 　　但是，由于误会，贺怀德与何敏的关系出现裂痕。何敏一赌气，接受了对她心仪已久的李保旗的求受。贺怀德怅然若失。

1949年，虽然解放战争接近尾声，在上海，敌人的力量仍无比强大，甚至无坚不摧。所有的主动都掌握在敌人手中，而我们革命者则无时不处在敌人摆下的天罗地网和重重圈套之中……深夜的巷道，一群爱国科学家在共产党护送下秘密撤离上海。然而，在他们认为一切顺利时，他们却已深陷敌人的包围圈，等待他们的，是早已设下埋伏的国民党特务的立体打击。枪林弹雨之中，随父母一起转移的留美归国少女丁芷寒，在地下党员祝中华的舍身相救之下侥幸逃脱。然而，她的父母却跟其他所有科学家一样难逃厄运，暴尸街头。她的救命恩人祝中华也因受伤被捕