В центре сюжета фильма "Сестрёнка" - Ямиль, подросток, выросший в условиях непрекращающейся войны. Его отец ушел на фронт еще до его рождения, и мальчик знает о нем лишь из писем и фотографий. Каждый день Ямиль ждет конца боевых действий, чтобы наконец встретиться с отцом.
В один момент жизнь Ямиля меняется: его мать отправляется в дальний город и возвращается не одна - с ней приезжает молчаливая девочка Оксана. Мать поручает Ямилю заботиться о девочке, как о сестре, ведь она привезена по приказу их отца.
Ямиль принимается исполнять волю отца, несмотря на трудности и непонимание между детьми. Со временем он начинает осознавать, что война не только разлучила его с отцом, но и принесла в жизнь Оксану, которая также потеряла свою семью.
Фильм исследует темы потери, ответственности и братства на фоне военного конфликта. Ямиль учится быть опорой для Оксаны, а она - напоминать ему о ценностях мира и любви в мире хаоса и разрушения. Их отношения развиваются, несмотря на тяжелые обстоятельства, и оба ребенка учатся преодолевать трудности вместе.