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1945年抗日战争胜利，东北八路军部队 俘获了日本关东军第二飞行总队第四练 成飞行队的全部人员。在东总和东北局 领导及航空队队长陆好天的不懈努力 下，终于感动了这支日军教官队伍，使 他们留下成为第一代共产党飞行员的教 官。教官队伍还是延安航空小组、国民 党起义人员、新疆航空队被捕释放人员 等。这样一个多方力量汇集一起队伍， 在缺少飞机、燃油，不断躲避国民党军 的进攻和追击，克服种种生活困难的战 争环境下，培养出了新中国的第一批飞 行员。
辽宁省凤凰城外，旅参谋长陆好天率敢死队攻城，遭到日军飞机轰炸，守城日军投降。陆好天率队抢夺日军在沈阳奉集堡的机场。而在机场的日本关东军第二航空队第四练成飞行队接到天皇投降令后产生内部冲突，队长阿部信义率队出逃。陆好天率队赶到机场，消灭了顽抗的日军，然后进驻沈阳。而阿部率日本航空队逃进了上汤村。
如同惊弓之鸟的阿部信义率部进了村，为避免激怒百姓，阿部命令不得与当地农民发生冲突。村民李二拐冒险跑出来给陆好天报信，陆好天立即率队赶到上汤村，与阿部展开投降谈判。此时，陆好天已经意识到这支日军航空队的重要性。经过谈判，走投无路的阿部信义再三权衡，率部向陆好天投降，陆好天也依照政策给予日军俘虏优待，安排住处，提供饭菜。
日军兽性难改，与村民起了冲突，也让陆好天认识到改造日军战俘任重道远，东总对这支日军航空队非常重视，首长亲自接见，挽留他们帮助我党建立空军。东总首长将自己的手枪赠给阿部，赢得了他的心，与此同时，远在延安的航空小组，也在林夫翔、陈开明、薛建生的率领下，踏上了从陕北到东北的遥遥征程。
在阿部的影响下，全体日军飞行员同意参加航空队。在陆好天的强烈请求下，旅领导任命他担任了东北民主联军航空队队长。陆好天拉上自己的得力下级孙钢，一起正式加入航空队，上汤村村民李二拐也追随陆好天参了军。
东北民主联军航空队队长陆好天拉着给养回到村里，却遇到国民党特务袭击，陆好天救下阿部的女儿，二人成了生死之交。为了保护在沈阳的飞机，陆好天决定率航空队中日人员返回沈阳。陆好天软磨硬泡地从其他部队要来军装，川岛也穿上了陆好天特意为她准备的军装，正式加入了航空队做干事，并成为陆好天的翻译。
当陆好天他们回到奉集堡机场时，却发现飞机都被愤怒的百姓抢了、砸了。飞机百孔千疮。政府给百姓开动员会，让把各种零件、工具都送回来，加上从自由市场买回来的仪表、仪器，不久，阿部驾驶着第一架修复的飞机上了天。庆祝晚会上，川口和横田带头唱起《为了天皇陛下》，陆好天强行终止了联欢，这也是阿部头一次见他对日本人发火。
由于飞机损坏严重，为了找到更多的飞机航材，陆好天决定去其他机场寻找飞机。他凭着《国际歌》熟悉的旋律找到了同志，感动了苏军，把唯一一台启动车给了他。随后接到东总命令，由阿部驾机，带陆好天去敌人阵地侦察，陆好天第一次上天。由于东北国民党军大兵压境，航空队被迫向通化转移。与此同时，山东抗大的学员作为第一批飞行学员，也开始突破种种封锁和惊险，向通化出发了。
陆好天为了转移，提前带着川岛等人去通化打前站。陆好天通过保卫部帮助，顺利地进入苏军把守的通化机场，并在通化中学建立了航空队的校部。苏军撤退后，陆好天吓退了土匪，赶回沈阳找马车拉飞机。实现了我空军的一段马拉飞机的神话。
阿部和宫崎驾驶着仅有的两架飞机转移通化，阿部安全降落，宫崎因飞机故障半途迫降，被八路军俘虏，弄清了他的身份后，被护送回通化。陆好天和孙钢率领的马拉飞机大队，历经艰难，打退了土匪袭击，终于到达了通化，宫崎和加藤也被当地驻军送到通化。
林夫翔和陈开明率领的延安航空小组也到了通化，而陆好天接到返回陆军的调令。跟随林夫翔来到通化的日本反战联盟成员也来到通化，与父亲、机械长介川相聚。国民党起义英雄薛建生和妹妹薛华北来到这里，薛华北担任航校医院院长，千叶等日籍护士都成了她的手下。
陆好天回到老部队，依然心系空军，经日本飞行员联名请求，东总首长亲自过问，终于让陆好天返回航校，正式开始他的飞行生涯。但通化城内并不平静，陆好天虽然率队砸了国民党县党部，但国民党组织日籍人员开始暗杀和策划暴动。川口也参与其中，暗杀了帮助过共产党人的日本人内海勋。
山东抗大的学员经过千辛万苦来到通化，但在开学典礼上就遭到国民党飞机的轰炸。航校内部也开始了特务的排查工作，第一个被怀疑的是机械师罗承恩。而山东抗大的学员更是听到一个不能接受的消息，他们未来的飞行教官都是日本人，而对日本人的优厚待遇，更是令这些学员不满。
在淘汰飞行学员上，秦汉勇和薛建生产生冲突，薛建生和校领导产生了矛盾。经过政委大量工作，矛盾消除。陈开明代表组织正式把陆好天介绍给薛华北，希望撮合二人的婚事。
阿部给学员上课，发现他们文化非常低，只好从四则运算开始教起。陈开明利用学习期间，正式把薛华北介绍给陆好天，让陆好天十分为难。终于有一天，沈刈非和加藤爆发冲突。这场风波好容易被陆好天平息，又发生了特务向食堂食物投毒事件，这次除了罗承恩，连川岛也成为嫌疑对象。
国民党空军加大了对航校机场的轰炸，新组装的飞机又被炸毁，寻找飞机航材迫在眉睫。校领导各带一组，去东满寻找航材。陆好天只得去东满军区寻求帮助。而川岛在此期间一直接受保卫处的审查，孙钢郑重提醒她，不要对陆好天有非分之想。
陆好天得到东满军区的帮助，派了一辆刚缴获不久的装甲车，护送他们闯过土匪的阻拦和袭击，直达哈尔滨。当时他们在一个山洞中发现了大批飞机和航材时，不料却中了日军提前布置的毒气，宫崎中毒，被紧急送回通化军区医院。川岛的审查被解除，而县党部主任孙耕尧开始策划更大规模的武装暴动。孙钢把对川口的怀疑告诉阿部时，却引起阿部的激烈反应。
川口和横田鼓动航空队的日军参加暴动，并许下很多愿。被策反的王排长向组织报告日本人在大年三十晚上举行暴动，陆好天奉通化军区司令之命，率部抓捕了暴动头子孙耕尧。川口和横田则潜入机场抢飞机，被闻讯赶来的陆好天击毙横田，活捉川口。航校的日本人被全部关押。
通化军区保卫部长审问川口时，川口供认暴动领导人是阿部，保卫部长立即命令孙钢逮捕阿部。陆好天为了保护阿部，提前将他关在航校审问，怕他有危险。在审问阿部的时候，日本侨民开始暴动，向政府展开进攻。
朝鲜义勇军及时赶到，配合军区警卫连对日本暴徒全面镇压，日本关东军暴动总指挥羽田也被孙钢活捉。保卫部长亲临航校，要执行对阿部的枪决。陆好天拼死把阿部的性命保了下来。
国民党军继续进犯，通化地盘也保不住了，航校决定转移牡丹江，照例由陆好天率队打前站。由于牡丹江机场在苏军手中，卓娅和川岛分别担任他的俄文和日文翻译。但一到牡丹江便遭土匪暗算，受了伤。
