ナチスが最も恐れた奇襲爆撃隊。
第二次大戦下のロシア戦線。夜の暗黒を利用して飛来する一群の爆撃機があった。それはソ連軍において女性のみで構成された飛行部隊、通称「ナイトウィッチ(夜の魔女)」だった。彼女たちの任務はドイツ軍に捕らわれているソ連軍の将校が拘束されている基地を爆破することだった。作戦は成功したものの、2名のパイロットが戦死する。部隊を率いるゼンニャ中尉は部下を失ったとともに、有能なパイロットで親友でもあるガーリャが、私怨から単独でドイツ軍を攻撃、上層部の怒りを買い、懲罰の対象になったのだ。悲しみに暮れる暇もなくゼンニャに、新たな命令がくだる。最前線で展開するソ連軍小隊とともにドイツ軍の輸送基地を破壊することだった。任務の特性上、ゼンニャのみでの単独飛行であった。高度な飛行テクニックと小隊の援護でドイツ軍基地を撃破し、無事帰還を果たしたゼンニャ。彼女はこの成功を、親友ガーリャの懲罰を取り消す機会に利用しようと考えるが…。