Валерий Чкалов — военный лётчик, настоящий воздушный виртуоз. Ему по силам полёты в тумане и на сверхнизкой высоте.

Из-за своей бесшабашности он нередко проводит дни под арестом.

Командир бойца Алёшин (Батя), встречается с Ольгой, невестой Чкалова. Он хочет убедить девушку повлиять на возлюбленного. Главный герой, полагая, что у них свидание, вызывающе пролетает под мостом. После этого безрассудного поступка Валерия отстраняют от службы в армии.

Мужчина уезжает на Волгу и начинает службу в гражданской авиации. Но монотонная работа не по нему, и он увольняется.

К летчику приезжает Батя и приглашает его на авиазавод — обкатывать новые истребители. Чкалов с восторгом соглашается. Вскоре он становится опытным лётчиком-испытателем.

На авиапараде у опытной модели самолёта не вышло шасси. Валерий не бросает машину, и ему удаётся посадить её. Сталин, присутствующий на авиасмотре, поражён умением героя, но просит его не рисковать жизнью зря.

Вскоре мужчине поручают возглавить перелёт в США. Во время опасного воздушного путешествия Чкалову и его напарникам приходится очень нелегко, им не хватает кислорода.

Но летчики успешно добираются до Америки, где им оказывают восторженную встречу. В конце фильма Валерий посвящает свой подвиг советскому народу.