Лето 1941 года, начало Великой Отечественной войны. Миша и Степан – лучшие друзья. Они вместе отдыхали в пионерском лагере, а сейчас возвращаются обратно в Ленинград. По дороге мальчишки знакомятся с одноруким мужчиной, который назвался дядей Петей. Ребята помогают ему нести чемодан, но как только начинается внезапная бомбардировка, дети теряют из виду фронтовика-инвалида.
Приехав домой, Степа и Миша встречаются со своим другом Васькой. Мальчики решают открыть чемодан, в котором, по словам дяди Пети, находятся минералы из музея. На самом деле товарищи находят там ракетницу и патроны к ней. Ради баловства мальчишки делают пробный выстрел. Это действие детей привлекает внимание сотрудников советской разведки.
Оказывается, что такие ракеты (их называют «Зеленые цепочки») используют фашисты. А это значит, что дядя Петя никакой не фронтовик, а диверсант! Пионеры решают помочь майору контрразведки поймать преступника. Хотя взрослые против того, чтобы дети рисковали своей жизнью, ребята все равно пытаются найти злоумышленника и его подельников. Ведь в результате их противоправных действий погибает мама одного из мальчиков!
Пионерам разрешают взять участие в операции по обезвреживанию немца-фашиста Пауля Рихтера, который притворялся дядей Петей. Присматривает за мальчиками и руководит операцией чекист-профессионал Бураков. Героям удается поймать бандитов и наказать их.
