В основе военной драмы «Хроника пикирующего бомбардировщика»—история молодых пилотов Великой Отечественной войны, которые ценой своих жизней сражались за свободу Родины. На одном из аэродромов советской авиации временное затишье. Местность полностью окутана туманом, поэтому все вылеты отложены. Юные летчики из экипажа Сергея Архипцева развлекаются в ожидании нового задания. После того, как младший лейтенант Червоненко не возвращается с тяжелейшего задания, сложная задача ложится на плечи команды Архипцева. Не смотря на то, что ребята загремели накануне на гауптвахту, они по-прежнему считаются одними из самых опытных летчиков на здешнем аэродроме. Экипаж вылетает на ответственное задание, однако во время полета самолет попадает в воздушную засаду. Чудом скрывшись от преследования вражеских истребителей, ребята возвращаются на аэродром. Задание по-прежнему необходимо выполнить и на этот раз окончательно, поэтому экипаж Архипцева готовится к новой отчаянной попытке. Вернется ли бравая команда на аэродром?..