Основные события фильма происходят в 1942 году во время Великой Отечественной войны в Карелии.
У железнодорожного разъезда в тылу советских войск расквартировано два отделения взвода зенитчиков. К коменданту разъезда, старшине Федоту Васкову (бывшему разведчику, ветерану финской войны), недовольному поведением солдат (в частности, пьянством и тягой к противоположному полу), присылают непьющий контингент в лице девушек-добровольцев, многие из которых только окончили школу. Находясь в самовольной отлучке, одна из девушек, командир отделения Рита Осянина, обнаруживает в лесу двоих немцев-диверсантов. Вернувшись в расположение взвода, она докладывает об этом старшине, и тот, доложив вышестоящему руководству, получает приказ обезвредить врагов.
Старшина Федот Васков, бойцы Женя Комелькова, Рита Осянина, Лиза Бричкина, Галя Четвертак и Соня Гурвич выступают на перехват гитлеровцев, возможной целью которых является Кировская железная дорога. Они устраивают засаду, но из леса выходят не двое, а шестнадцать диверсантов. Отряд Васкова вступает в неравный бой с немцами. Подкрепление не приходит — Лиза, которую Васков послал к своим, тонет в болоте. Девушки гибнут одна за другой, хоть старшина и старается беречь их, насколько возможно. В живых остаётся только один Васков. Раненый и почти безоружный, он берёт в плен оставшихся диверсантов во главе с командиром. После демобилизации Васков усыновляет сына Риты Осяниной.
Через тридцать лет Васков и его приёмный сын, ставший офицером-ракетчиком, приезжают в эти места и устанавливают мемориальную доску в районе гибели девушек-зенитчиц.