Розвідники, повертаючись з бойового завдання знаходять худенького хлопчину в ямі. Їх насторожили звуки з окопу. Там спав і одночасно схлипував хлопчик. Ваня втратив свідомість, коли побачивши солдатів у радянській формі. Він уже кілька днів блукав по лісі, був хворим і голодним. Розвідники привели хлопчика на батарею, обігріли та нагодували ситним обідом з житнім хлібом.

Капітан Єнакієв, командир артилерійської батареї, готувався до бою, але все докладно розпитав про Івася. Всі рідні у хлопчика померли або загинули, він залишився сиротою. Єнакієв згадав про свою дружину і синочка, загиблих під час ворожого артналета. Розуміючи, як небезпечно хлопчиськові на фронті, капітан віддає наказ евакуювати його в тил. Ваня хоче залишитися на батареї. По дорозі в тил, він двічі тікає від супроводжував його Біденко. Перший раз вистрибує на ходу з машини. Другий раз Біденко прив’язує його до себе мотузкою, але Ваня перев’язує мотузку до ноги жінки, яка їде з ними, і втікає. Ваня зустрічається з капітаном Енакиевым, і той залишає його в розташуванні частини. Так Ваня в свої 12 років стає «сином полку».

Готуватися великий наступ червоної армії. Батареї потрібні розвіддані про розташування німецьких військ. Розвідники Біденко та Горбунков беруть на завдання Ваню. Ваня, збираючи розвіддані, починає малювати плани окопів і бродів. Його захоплюють у полон фашисти.

Щоб звільнити сина полку Єнакієв відправляє взвод солдатів. Ваню рятує те, що починається наступ червоної армії. Рятуючись від наших солдатів, німці забули про в’язня, і Ваня виходить на свободу.

Маленькому синові полку видають солдатську форму, і він починає допомагати на батареї. Капітан Єнакієв прив’язався до хлопчика і хоче всиновити його.

Війна іде вже на підступах до Німеччини. Належить серйозний бій. Ваня навідріз відмовляється піти з батареї в безпечне місце. Тоді капітан Єнакієв пише наказ на листку паперу і посилає хлопчика в штаб. Іван Солнцев не може ослухатися і відправляється доставляти наказ.

Повернення назад стало гірким для Вані. Єнакієв викликав вогонь на себе, щоб забезпечити просування наших частин. Всі, хто був на батареї, загинули.

Капітана Єнакієва поховали в рідній землі. Ваню Солнцева визначили в суворовське училище.