Lượm cố tình giả vờ ho để che tiếng súng cao su của Tư 'dát' bắn chim phía sau nhà khiến cả nhóm phải nén cười. Sáng hôm sau, anh Đồng 'râu' nhắc nhở ba đội viên nhí phải giữ gìn sức khỏe và chuẩn bị cho nhiệm vụ mới. Trước khi giao việc, anh nghiêm túc nhắc nhở nguyên tắc tuyệt đối giữ bí mật, kể cho bọn trẻ nghe về sự hy sinh kiên trung của các chiến sĩ cách mạng.

Ba đội viên thiếu niên trinh sát Kim điệu, Tư dát và Lượm sứt cùng anh Đồng râu - một cán bộ tình báo giả làm gia đình hồi cư trên chuyến đò quay về Huế. Họ phải vượt qua những lần kiểm soát gắt gao của lính Pháp và tay sai. Qua những vùng quê bị giặc tàn phá, cả nhóm tận mắt thấy cảnh nhà cửa cháy rụi, xác người ngổn ngang, đặc biệt là thi thể một bé gái bên gốc mít.

Đội thiếu niên trinh sát sau hành trình gian khổ đã lên đến chiến khu Hòa Mỹ. Trái với hình dung trước đó, Hòa Mỹ chỉ là một ngôi làng ven núi nghèo nàn, đầy bệnh tật và thiếu thốn. Các em được bố trí ở lán trại đơn sơ bên suối, sống trong cảnh cơm gạo lức, muối trắng, dụng cụ thô sơ.

Đoàn Vệ quốc đoàn và các thiếu niên trinh sát tiếp tục trong hành trình rút khỏi thành phố Huế lên chiến khu. Đêm tối mịt mù, mưa gió nặng hạt, đường hành quân lầy lội khiến mỗi bước chân thêm nặng nề, lương thực mang theo chỉ còn vài mẩu bánh, chút gạo khô, chia nhau từng miếng vụn để cầm cự. Nhiều em sốt rét, ho sụt sùi. Có em lả đi vì kiệt sức nhưng vẫn cố bám đơn vị.

Trưa mùng 6/2/1947, giặc phá vỡ phòng tuyến Sông Long. Quân ta nhận lệnh rút khỏi thành phố. Quân tiếp viện địch đổ bộ nhiều hướng, hình thành vành đai bao vây. Huế thành biển lửa. Mưa gió và tiếng pháo rền rít. Đội thiếu niên trinh sát được lệnh rút lui theo đơn vị Vệ quốc đoàn. Hành quân trong mưa phùn, các em lấm lem đói khát.

Vệ quốc đoàn cùng các chiến sĩ thiếu niên rút về phía Tây thành phố để tiếp tục kháng chiến. Các em phải vượt qua núi rừng hiểm trở, vừa tránh phục kích của quân Pháp, vừa làm nhiệm vụ liên lạc. Đường hành quân gian khổ, đói khát bệnh tật dồn dập nhưng không ai nản chí. Trong hoàn cảnh ấy, tình bạn giữa Mừng, Quỳnh và Vệ to đầu càng thêm gắn bó.

Ngày 17/1/1947, quân Pháp đổ bộ tiếp viện ở Lăng Cô với lực lượng hùng hậu, mở nhiều mũi tấn công về phía Bắc Thừa Thiên báo hiệu một đợt tác chiến quy mô đe dọa Huế. Chúng tung nhiều tiểu đoàn bộ binh cùng xe tăng, pháo binh từ Lăng Cô đánh ngược ra, chia làm nhiều mũi bao vây, có cả máy bay yểm trợ.

Mừng và Vệ to đầu thay nhau gánh nhiều nhiệm vụ, liên lạc, trinh sát và công việc vặt trong đội. Họ thường ghé trạm quân y thăm Quỳnh, cậu bé đang nằm điều trị và dành thời gian trò chuyện cùng y tá. Quỳnh hé lộ ước mơ được học nhạc, sáng tác với nhạc kịch. Niềm say mê âm nhạc đã đưa cậu vào Vệ Quốc đoàn khi cậu dạy và truyền lại các bài hát cách mạng cho các anh bộ đội.

Bằng kế hoạch táo bạo, Vịnh gục mình vào cột thép trên nóc giơ cờ báo hiệu. Sự hiện diện của người đứng giữa quân địch khiến cả bộ đội chỉ huy chú ý và khẩn trương điều động. Sự giao thoa giữa nỗi sợ non nớt của tuổi trẻ, lòng dũng cảm sáng tạo trong hành động mạo hiểm, đồng thời bộc lộ trách nhiệm, niềm tự hào khi Vịnh nhìn thấy vẻ đẹp của Huế từ trên cao và quyết tâm lập công.

Tỉnh dậy dưới mái hiên một nhà lầu bỏ trống, cậu thiếu niên trinh sát Vịnh phát hiện một kho xăng đạn và nhiều quân thù. Lòng chiến sĩ trong cậu trỗi dậy mạnh mẽ. Xua tan nỗi sợ, cậu liền lên kế hoạch táo bạo, xé rèm, lấy vải quần nhuộm đỏ làm cờ, trèo qua các tầng tháo ngói, leo lên nóc lầu để dùng cờ tín hiệu báo vị trí kho của địch cho đài quan sát của ta.