В центре сюжета фильма "Небесный тихоход" - трое друзей, которые до начала войны дали обет не влюбляться до её окончания. Однако служба в армии меняет их планы: они встречают летчиц женской эскадрильи и один за другим начинают забывать о своем обете.
Одним из друзей является летчик Булочкин, который после ранения вынужден летать на устаревшем самолете У-2, известном как "тихоход". Привыкший к риску и скорости, он с трудом адаптируется к размеренной жизни в эскадрилье, где большинство пилотов - женщины. Но вскоре Булочкин осознает, что даже на таком самолете можно быть полезным на фронте.
Фильм показывает, как военные испытания и встреча с летчицами меняют жизненные принципы героев, заставляя их переосмыслить свои убеждения. "Небесный тихоход" демонстрирует, что любовь и дружба могут процветать даже в условиях войны, а каждый самолет и его экипаж имеют значение для общего дела.