Memphis Belle é o apelido dado pelo piloto Dennis Dearborn ao avião bombardeiro B-17 que comanda, em homenagem à sua namorada cuja foto em preto-e-branco carrega consigo como um amuleto, em seus combates aéreos durante a II Guerra Mundial
A jovem tripulação de Dearbon completou 24 missões sem que ninguém se ferisse, e agora só falta uma para que eles encerrem o serviço militar. Às vesperas da última missão, o tenente-coronel Bruce Derringer chega à base na Inglaterra com um plano para transformar Dearbon e seus comandados em astros da propaganda de guerra. Ele planeja uma excursão dos rapazes pelo EUA, a fim de que ajudem a angariar fundos para a continuidade das missões.
A vigésima-quinta missão é uma das mais temidas pelos pilotos, pois consiste em bombardear alvos dentro da Alemanha, à luz do dia. Os aviões deverão atingir uma fábrica em Bremen, protegida por forte artilharia anti-aérea e esquadrões de caça. O vôo é atrasado por haver nuvens no local, mas finalmente o Memphis Belle e os outros do esquadrão de bombadeiros decolam rumo ao alvo.
