Пятиклассник Федор уже успел разочароваться в жизни. Он решил, что в мире открыто совершенно все, изобретения произведены, а людям остается только скучно существовать, постепенно взрослея, потом работая и тратя драгоценное время на пустые и ничего не значащие дела. Однако по соседству с ним живет его верный товарищ, а также одноклассник Игорь, человек увлеченный, страстный любитель истории и всевозможных экспериментов, который и рассказывает Феде тайну – в их доме есть пространство, не указанное ни на одном плане или схеме.
Оказывается, что во время полнолуния тайная комната, которую мальчишки нашли путем измерения стен и окон, открывается. Отправившись в рискованное, но такое увлекательное путешествие, Федя и Игорь попадают прямиком в прошлое, в середину девятнадцатого века, где и встречают девочку Зину. Она страдает от болезни, которая на то время была неизлечимой, и мальчишки решают принести лекарство из собственного времени.
Однако тайная комната, которая является своего рода порталом, закрывается с уходом полной Луны, то есть друзьям нужно поспешить, чтобы спасти жизнь девушки, медленно чахнущей от туберкулеза. Игорю удается уговорить своего дедушку-профессора отправиться в прошлое и вылечить Зину. В финале Федя и его товарищ уже в своем времени читают мемориальную доску, прикрепленную на доме, и видят там имя той самой девочки.
