1942年5月，卫国战争正在进行着。在远离炮火、隐没在北方森林的某铁路车站，为防备万一，保留了两架四管高射机枪，由准尉华斯珂夫带领一群女高射炮手们守卫着。
一天，女兵丽达在树林中偶然发现了两个带着炸药包的德寇，正朝着沃比湖移动。据判断，这两个敌人可能是去基洛夫一带破坏铁路的。于是，由华斯珂夫和5名女兵组成的小分队迅速进行拦截。
去往沃比湖，中间隔着一大片难以行走的泥沼地。德寇的惟一通道，只有绕过泥沼，沿着森林，越过西牛兴岭才能到达。为了赶上敌人，准尉选择了一条少为人知的直达的捷径，这还是他在苏芬战争时亲手开辟的。但这条捷径必经那片沼泽地。小分队出发不久就来到这里，准尉摸索着在前边开路，姑娘们拄着木棍在后面紧紧跟着，在使人深陷的泥浆里艰难地拔着双脚，每走一步都像蹲在弹簧软垫上那么摇摇晃晃，稍不留意就会陷入深坑，然而他们还是顽强地闯过了这道难关，钻进了一望无际的密林。
当他们赶到沃比湖时，太阳已经西斜，湖面没有船只的踪影，四处一片静寂，仿佛在梦里一般。华斯珂夫找到一个出色的阵地，它有着隐蔽的出入口，可以把森林到湖畔这一大片区域尽收眼底。为了保险，他又选择了一个后备阵地。然后和战士们一道测定位置、射界和观测点，画出射击要图。
一切准备完毕，战士们各就各位，等候着敌寇的到来。大半夜过去了，可战士们连一个德寇的影子也没见到。大家一夜都没合眼，仍是那样凝神注视着。
黎明，静悄悄的，太阳从地平线上冉冉升起，霞光染红了峭壁。突然，一群飞鸟喳喳乱叫，掠过远处的树梢，随后在朝阳染红的层林尽头，两名德寇从那里溜了出来。接着，在他们身后又闪出一个个手持冲锋枪的灰绿身影，“3个……5个……16个”，躺在准尉身边的索丽娅悄声数着。16名德寇贼头贼脑地四下张望，缓慢地沿着沃比湖岸向小分队迎面走来。敌情的变化使准尉很快意识到，必须立即向上级报告。于是，他赶紧指挥部队后撤，同时命令战士李莎迅速返回驻地请求援兵。
面对三倍于己，并且火力很强的敌人，华斯珂夫表面上尽量保持着平静，不让战士们觉察到他内心深处的隐秘，脑子里却思绪万千，像一汪浅水中的小鱼东跳西蹿。他冥思苦想着各种对策，最后决定把小分队佯装成伐木工，迷惑敌人，迫使他们绕道而行，从而争取时间，钳制敌人。战士们迅速在丛林里点起篝火，搞得烟雾腾腾，并故意大喊大叫，让森林里充满回声，准尉挥动斧子砍起树来，发出铿锵之声，姑娘们吵吵闹闹地推倒砍断的树木，准尉不时也吼两嗓子，让人听见男子的声音。但敌寇并没有立即改变主意，而是派出两个鬼子进行侦察，他们像惊鹿一样伸着脖子，眼睛搜索着人声嘈杂的树林，仿佛想要从中发现点什么似的。此刻，伏在准尉身后的冉妮娅迅速脱下军装，一跃而起冲了出来，“拉娅、维拉，来游泳呀！”她边喊边径直跑下河去，钻进水里，喧闹而愉快地把水拍溅起来。华斯珂夫连大气也没敢出，惊恐地等着敌人开枪，但敌人没有开枪，两个灰色的身影又闪进了丛林。冉丽娅上了岸，把湿透的衣服整整齐齐地晾在石头上。自己却坐在一旁伸直双腿，把拖到地上的金发冲着太阳曝晒。这时准尉不顾一切，迅速跑到冉丽娅的身边拿起晾在石头上的衣服就跑，冉丽娅尖叫一声，恰如其分地跳起来直追他，准尉先在河滩上奔跑躲着她，后来一溜烟钻进丛林才停住了脚。这场戏剧性表演，果然蒙骗了德寇，他们只好绕道而行。
战士们这才放心下来，满希望可以等到援兵来把敌人吃掉。可谁也没有想到，李莎在回去经过那段泥沼地时，跌进了泥浆里，尽管她发出了凄惨的呼救声，但终被那死一般阴森的寂静吞没。
李莎遇难，战士们却一无所知。不久，战士索菲娅在转移的途中又遭到敌人的袭击。对她的惨死，准尉的心头顿时涌起一股狂怒，他把牙齿咬得格格响，发誓要追上德寇，以牙还牙，以血还血。他猫着腰迅速跟踪，不多时两个鬼子就出现在前面，准尉迅速选择了一个有利地形，等敌人接近时，便腾空而起，正好压在一个鬼子背上，两腿紧夹着他的胳膊，没等敌人喘气，锋利的芬兰刀就抹去了他的脖子，鲜血哗哗直流，几乎就在同一刹那，准尉又飞快地扑向第二个，然而他的刀却没有扎中敌人，于是双方抱成一团，展开了生死搏斗。正在这时，冉丽娅赶到，她举起枪托狠狠地朝鬼子的头部砸去，“空隆”一声，敌人倒了下去。
两个鬼子被消灭，准尉的暴怒才稍微平息下来，战士们都为索菲娅的死感到十分悲痛，然而为了歼灭剩下的敌人，他们只好含泪掩埋了她的尸体，继续行进。
正当战士们急于找到德寇的踪迹时，敌人却和他们来了个劈头相碰，准尉眼疾手快，迅速从口袋里掏出手榴弹向敌人扔去，接着又用冲锋枪猛烈扫射，敌寇被当头一棒，还没清醒过来就慌忙撤进了密林。为了重新盯上敌人，准尉立即命令丽达和冉丽娅留守，保持长距离跟进，自己和嘉丽娅马上进入密林搜索。
敌人在突然的遭遇战和两个侦察兵下落不明之后，非常惶恐而更为戒备，他们步步为营，严加搜索，前边走着两人一伍的巡逻兵，把林子切成一个个方块，后面的鬼子猫着腰，举起枪，目不斜视地向前推进，准尉和嘉丽娅恰好被他们分割在两个方块中。突然丛林里哗啦直响，只见嘉丽娅从里面跳了出来，飞也似的冲着敌人横截过去，可敌人的冲锋枪很快射中了她，她“啊”的一声倒了下去。
华斯珂夫看到战友牺牲，无暇多加思考，立即涌上一个念头：引开敌寇，诱他们上钩，不让他们接近自己最后的两名战士。于是他跳了出来，朝着敌人扫射，然后猫着腰撒开大步边跑边喊，直奔大森林。敌寇在后边紧紧追赶，子弹在准尉头上呼呼作响。突然一颗子弹打中了他的一只胳膊，鲜血直往外流，这时敌人又向他来了个半包围，企图把他逼进沼泽地。情况十分危急，华斯珂夫不顾伤痛，使出全部力气朝前飞奔，终于挣扎着涉过了泥沼地，摆脱了敌人的追击。
德寇撤走了，准尉胡乱地把那只伤手包扎起来，等到林边透出了亮光时，才开始四下观察。突然他发现远处的泥沼里有个黑色的东西，他先是一愣，然后终于明白了那可怕的事情——李莎并没有赶回驻地而是闯进了那该死的泥坑。华斯珂夫顿时感到一阵痉挛，等待援军到来的希望已化为泡影。他沉重地叹了口气，又坚决地跨下沼地朝岸边走去。他决定先夺得武器，然后去寻找剩下的两位姑娘。他顺着昨天德寇追赶他时留下的脚印，走向廖共托夫修道院，正巧12个鬼子一个紧跟一个地也奔向这座修道院。准尉发现敌寇把沉重的炸药包放进茅屋后，留下一个伤兵和另一个鬼子守护，其余的又迅速钻进了密林，于是就紧盯着那茅屋，等着敌人出来送死。不一会儿，一个鬼子提心吊胆地爬了出来，准尉凝神屏息，给了他致命的一枪，然后以最敏捷的行动，取下了死者身上的冲锋枪和子弹，迅速消失在通往西牛兴岭的密林里。
他不知不觉地又来到前一天和冉丽娅巧装嬉戏的那条小河边，刚蹲下准备喝水时，忽然听到两位女战士的叫喊，他猛一抬头，发现她们正从对岸跑来，她俩“扑通”一声跳进河里，他也涉水向她们迎去，然后在水里抱成一团，像久别的亲人重又团聚一般。
德寇再一次来到河边，企图在猛烈火力的掩护下强行渡河。于是最后的战斗打响了，已经做好一切准备的准尉和两位姑娘开始了顽强的回击，他们牢记着一条：决不能后退，决不能让敌人上岸一步。这时准尉的胸中满怀激情，仿佛整个俄罗斯都在他背后，仿佛他此刻是她最后一个儿子和保卫者。
敌人再一次被战士们击退，可在他们强烈的火力网中，丽达却不幸中弹，准尉赶忙抱着她转移，冉丽娅顺手抓起冲锋枪头也不回地径直奔向河岸，吸引着众多的敌人。敌人的子弹击中了她的肋部，她仍坚持着向前爬行，不断地射击，直到最后一刻……
不久，丛林深处发出一声脆弱的枪声，丽达终于结束了难以忍受的伤痛而开枪自杀了。
5位女兵相继牺牲，准尉像离群的孤鸿，他没有目标，只有仇恨和愿望，像着了迷似的径直走向廖共托夫修道院的茅屋。德寇满以为万事大吉，竟在茅屋里睡起大觉。华斯珂夫怒火中烧，他先干净利落地劈下了哨兵的脑袋，然后一个箭步窜进屋里，俘虏了从梦中惊醒的其余11名德寇。
华斯珂夫拼着最后一点力气，在最后把俘虏交到了自己人手里时，他昏了过去。