En 1916, un grupo de jóvenes estadounidenses va a Francia para servir en el Servicio Aéreo Francés, L'Aéronautique militaire, durante la Primera Guerra Mundial. Los reclutas están bajo el mando del capitán francés Georges Thenault, con el veterano as del vuelo Reed Cassidy como mentor.

Los pilotos luchan con las exigencias del vuelo, preparándose para los combates aéreos que dominan las misiones al frente. El piloto Blaine Rawlings conoce a una joven llamada Lucienne después de que su avión se quede sin combustible y se estrelle durante un vuelo de práctica, y con el tiempo entablan una relación a pesar de las dudas de ella sobre su arriesgada profesión.

En su primera misión, escoltando bombarderos para atacar un depósito de municiones alemán en Jametz, los pilotos novatos son emboscados por los alemanes. Dos mueren en la batalla (Toddman y Dewitt), y un tercero (Nunn) realiza con éxito un aterrizaje de emergencia, pero es asesinado en tierra por "El Halcón Negro", un piloto alemán que pilota un avión negro; el piloto alemán más caballeroso, Franz Wolferd, mueve la cabeza en señal de desaprobación.

Durante una batalla posterior, la ametralladora de Rawlings se atasca; Wolferd -el piloto al que perseguía- vuela a su lado y saluda antes de alejarse, perdonando la vida a su oponente como penitencia por el injusto asesinato de Nunn en tierra. Higgins muere durante la batalla, y Jensen se rompe esa noche, incapaz de seguir volando debido al shock. Beagle es acusado de ser un espía debido a la falsificación de información personal, pero confiesa un crimen que cometió en los Estados Unidos y se le permite permanecer en el puesto.

Cuando los alemanes atacan una columna de civiles, los pilotos estadounidenses se dirigen a detenerlos. Rawlings mata a Wolferd durante el enfrentamiento, después de perdonarle la vida una vez cuando el alemán se lanza a por otro americano. El avión de Beagles es derribado sobre tierra de nadie, con el avión inmovilizado en la mano. Rawlings aterriza su avión y se dirige a Beagle, pero no puede liberarlo y se ve obligado a cortarle la mano para ponerlo a salvo.

Al enterarse de que las fuerzas alemanas han avanzado hacia el pueblo de Lucienne, Rawlings roba un avión en medio de la noche para rescatarlos, pero Lucienne resulta herida y es llevada a un hospital. Al regresar a la base, el comandante lo elogia y le concede la medalla de la Croix de Guerre por su valentía.

Con la orden de atacar un Zeppelin alemán, Porter muere y Reed Cassidy es herido mortalmente por el Halcón Negro, pero se estrella contra el Zeppelin, destruyéndolo. Rawlings se reúne con Lucienne antes de que ésta parta hacia París. El avión de Rawlings recibe un águila, la insignia de Cassidy, y es ascendido a jefe de escuadrón.

Después de escoltar otro bombardeo contra el depósito de municiones Jametz, en el que Lowry se ve obligado a disparar cuando su avión se incendia, Rawlings despega para vengarse del Halcón Negro. Rawlings es atacado por múltiples aviones enemigos, pero Jensen, que se había averiado antes pero decidió seguir volando, le ayuda a derribar todos los cazas enemigos excepto el Halcón Negro. Con los cazas enemigos derribados, Rawlings entabla un combate aéreo con el Halcón. Después de ser superado en el combate y herido, Rawlings se pone al lado y dispara fatalmente al Halcón Negro con su pistola. Rawlings y su escuadrón regresan a la base.

La película termina mostrando lo que hicieron los supervivientes después de la batalla. Jensen vuela durante el resto de la guerra; al regresar a Nebraska, recibe una bienvenida de héroe. Skinner se alista en el ejército estadounidense, pero se le impide volar debido a su raza; más tarde se incorpora al Servicio de Correo Aéreo. Beagle se casa con una italiana y monta un circo volante. Rawlings va a París pero no encuentra a Lucienne. Construye uno de los mayores ranchos de Texas, pero no vuelve a volar.