Bohaterami są członkowie załogi pasażerskiego tu-154. Samolot dostarcza pomoc humanitarną dla ofiar trzęsienia ziemi. Na skutek kolejnego wstrząsu zostaje uszkodzony pas startowy. Maszynę udaje się poderwać do lotu, lecz awaria okazuje się na tyle poważna, że prawdopodobnie uniemożliwi bezpieczne lądowanie?
Film prezentuje skomplikowane losy głównych bohaterów: kapitana Timczenki, którego córka jest w ciąży z nieznanym mężczyzną; inżyniera Skworcowa - miłośnika kobiet, zabiegającego o względy stewardesy Tamary; drugiego pilota Ninarokowa, który utracił prawo opieki nad własnym synem.
Samolot w płomieniach Aleksandra Mitty był pierwszą odpowiedzią ZSRR na hollywoodzkie produkcje z lat 70-tych. Obraz radzieckiego reżysera przewyższa jednak filmy katastroficzne z fabryki snów wysmakowanym klimatem i śmiałymi, jak na owe czasy scenami erotycznymi.
