这是一个美好的春天。一群欢快健壮的女青年，正在某空军机关整装待发，她们是来学习飞行的，也是新中国未来的第一批女飞行员。在这群学员中，有个穿着陆军军服、热情奋发的女战士，显得格外英姿飒爽，她叫林雪征，是革命烈士的后代，共产党员，长期在革命部队受过锻炼。还有个杨巧妹，是从农村人民公社来的，她纯朴而秀气，在旧社会受尽欺压，当过童养媳。另一个女学员叫项菲，穿花裙，扎长辫，自信好胜，极富幻想，怀有一种强烈的飞上祖国蓝天的心愿。她出身教员家庭，是在城市里长大的中学生。此外，学员中还有干部子女于虹，她刚正不阿；工人的女儿肖玲玲，她天真稚气。她们带着不同的身世和经历，来到了空军航校。
新的生活开始了，尽管她们有着为祖国飞行事业献身的决心，但要飞上天，还得要有坚强的毅力，付出艰苦的劳动。教她们飞行的教员郭华翔，是从国民党空军解放入伍的，曾在美国留过学。在党的教育下，他虽然努力追求进步，可是在教学思想上，洋教条洋框框很多，不能联系实际，他讲课，学生越听越糊涂。校党委为了加强教学工作，又调来杨德。杨德是共产党员，工农干部，是林雪征在朝鲜战场上的战友。他从陆军调来学习飞行，积累了一些经验。起初，他对女学员能否成为一名坚强的空军战士有怀疑。但他怀着深厚的阶级感情，想方设法，联系实际，采用容易被学员理解和掌握的实物教学方法，提高了学员的学习能力。林雪征和杨巧妹文化水平低，在学习航空理论时遇到了困难。在飞行训练中，林雪征又因腿部负过伤，在飞机着陆时产生了“左偏”难点，面临被淘汰的可能。项菲虽然文化水平高，理论学习较好，但由于她受了资产阶级思想的影响，在学习中碰到困难时，表现得不坚强。艰苦的思想改造和体质锻炼考验着她们每一个人。为了使她们树立起坚强的革命世界观，王政委坚定地运用毛泽东思想，针对每个人的不同情况，给予不同的教育和帮助，从而使她们增强了信心。林雪征以不怕苦、不怕牺牲的革命精神，顽强地练腿功，终于克服了“左偏”难点。杨巧妹也以强烈的阶级感情，从《愚公移山》等毛主席著作中，找到了攻克理论难点的力量。她不分昼夜地勤学苦练基本功，因而在第一次放单飞时，取得了优异成绩。项菲虽在第一次放单飞没合格，加之男朋友的影响，动摇了事业心，想离开部队，但她在党的教育和集体的关怀帮助下，批判了自己的资产阶级人生观，树立了全心全意为人民服务的思想，最后也飞上了蓝天。