1965年，中国近海域频遭某国侵犯，庞大的航母编队载着各式战机，整装待发，虎视眈眈地盯着中国领海及领空。舰队指挥官无耻扬言海洋和天空没有界碑，唯有力量抵达决定归属权，并命令王牌飞行员詹姆斯中校起飞。詹姆斯听后，驾驶战机一飞冲天，于空中划出一道银白轨迹。
此刻中国南部地区海航某基地，各种雷达与通信设备林立，传递着重要的战略信息。首长收到某国战机侵犯领空，迅速命令海军一零一团团长余兆年和飞行员吴惊天前去驱逐。然而，对方不仅未撤离，反而挑衅并发射导弹。
经此一战，余兆年大胜詹姆斯，终结其不败神话。二十四年后，已退休的詹姆斯来华寻找心目中的战斗英雄余兆年，并预订顶级酒店热情况款待。余兆年携孙子余涛赴约，以主人身份招呼这位来自异国的朋友，为其讲述过往回忆。
上世纪50年代，没有航母作为后盾的我海军航空兵大队，频繁被某国羞辱挑衅，双方一度在海疆领空展开激战。詹姆斯被击退后，要求立刻加油并马上起飞，再次闯入中国空域。尽管指挥官看出詹姆斯遇到对手，但他深知詹姆斯并非是此次行动的主角，真正主角是两架乘载先进导弹的战斗机，他们会用这些导弹给中国一个教训，让中国意识到自身的弱小，不要妄想与世界最强大的国家为敌。
随后，双方战机在空中交错盘旋，雷达屏幕上的光点密密麻麻，每个光点都预示着一场潜在的交锋，充满了未知与变数。鲍德温与安德逊驾机左右夹击，机炮轰鸣与导弹呼啸交织。幸运的是，余兆年与吴惊天配合默契，灵活躲避袭击，使敌人误炸了自己的飞机。
就在此时，一枚导弹直扑余兆年的战机，吴惊天毅然挡在前面，机尾瞬间爆炸。因机身受损严重，迅速失控下降。为避免误伤平民，吴惊天紧紧拉住控制杆，调整方向，最终在余兆年的催促声中跳伞逃生。另一边，詹姆斯的战机飞入海南岛空域，余兆年紧追其后，双方激战互射，展开生死较量。
时隔二十四年，詹姆斯迫不及待问出埋藏心底的秘密，为何余兆年会选择驾机冲向自己，倘若自己没有选择弹射的话，两人恐怕都会机毁人亡。余兆年回忆表示，当年他在学习驾驶战斗机时，教练有一句话让他印象深刻，那就是歼6战机看似三门航炮，实则四门，因为当炮弹耗尽后，飞行员与战机便是最后一门航炮。
此话一出，令詹姆斯听大为震撼，对当年败给余兆年心服口服。回程途中，余兆年凝视着詹姆斯赠予孙子的航母模型，心情沉重，哪怕过去二十多年，敌国航母仍在国门徘徊，随时可能飞起几架舰载机，对他们进行战争讹诈。余兆年深知航母的重要性，坚信中国终将拥有自己的舰载机，把一切敢于来犯之徒打下来。
2009年，中国首款舰载机歼15试航出海，负责主飞人员是一零一团原团长秦大地，以及特级飞行员吴强。总工程师梁华忧心忡忡，担心海军试飞出现问题，但张团长对秦大地充满信心，因他是余兆年的得意门生。
在众人注视下，秦大地熟练坐进驾驶舱，感受内部机械运作的细微震动，检查仪表盘上的每一个数据，以保证舰载机状态处于最佳。随着启动指令下达，舰载机发出震耳欲聋的轰鸣声，歼15腾空而起，令众人万分激动。
试飞过程中，秦大地与张团长保持紧密通讯，汇报舰载机状态与测试进展，同时接收检测室指令。突然，秦大地驾驶舰载机俯冲海面，又直冲云霄，令在场人员心惊胆颤。而他精心计算且准确执行每一个动作，确保数据准确完整，刷新试飞难度纪录。
其实余兆年和吴惊天早年间都曾完成此类高难度动作，但飞行手册中并未记载。吴强好奇询问缘由，秦大地沉默片刻后解释，因他们当时没有航母。最终，首场试飞圆满成功，张团长代表梁华向秦大地与吴强表示感谢，若不是有今天的试飞，他们难以相信中国能造出如此卓越的飞机。
航母试验试飞陆地训练基地，海军副司令兼航母试验总指挥衣正邦亲临现场观看炸山，为主跑道后续建造作了部署规划。衣正邦查看了附近的山群，面向大海，心生感慨，便让训练基地的司令员张天一给它们命名为英雄山，寓意着英雄最后的归处。
夜幕降临，两架飞机缓缓降落海军一二零团。特级飞行员谢振宇心情不佳，责怪僚机康延成配合不默契，两人一番唇枪舌战。同时，妻子乌晓告诉秦大地，自己明天要去见导师，让他在家里照看瘫痪的儿子。秦大地因有事在身未能应允，乌晓心生不满，她催促丈夫赶快申请专业，认真考虑朋友老刘的高薪聘请，每周仅需工作三天。
次日，海航基地发现不明战机企图闯入领空。谢振宇和康延成迅速驾驶战机驱离，竟遇上火鸡大队的王牌飞行员罗伯特。对方无视领空归属，执意前行，谢振宇见状满腹怒火，立刻与其展开周旋。余涛受爷爷的影响，已经成为空军七八九团的特级飞行员。他与金头盔飞行员耿见林奉命待机支援，当敌机试图接近之时，需果断采取行动。
在驱离过程中，几名飞行员始终保持着冷静沉着，密切关注敌机的反应和动向，随时准备应对可能出现的突发情况。然而，谢振宇紧追罗伯特的战机不放，侯团长见状，猜到他又犯了老毛病，当即警告他绝不能越过作战区域。
