В начале Великой Отечественной войны молодая актриса Галина Прокофьева отправилась на Карельский фронт вместе с театральной бригадой, чтобы поднимать дух солдат. Именно там она встретила командира авиационного полка Полынина, который был очарован её талантом и красотой. Полынин начал писать ей письма, выражая свои чувства и надежды на будущее вместе.
Время шло, Галина покинула фронт, а Полынин продолжал сражаться, но мысли о ней не оставляли его. Его чувства к актрисе были настолько сильными, что они пережили расстояние и опасность войны. Письма, полные нежности и мечты о мирной жизни, стали для него способом сохранить связь с Галиной.
Фильм "Случай с Полыниным" - это история любви на фоне военных испытаний, рассказанная через призму переписки между двумя людьми, чьи судьбы переплелись в трудные времена войны. Это повествование о том, как сильные эмоции способны преодолевать физические границы и обстоятельства, сохраняя надежду на будущее.