Натка Шегалова мечтает стать капитаном парохода или лётчицей, но её посылают в пионерский лагерь «Артек» пионервожатой. Девушка не любит эту работу, ей кажется, что она находится не на своём месте. По дороге в лагерь она встречается со своим дядей, полковником Шегаловым, героем гражданской войны. Полковник успокаивает Натку, говоря, что ей нужно подучиться, подтянуться, не робеть, и всё выйдет как надо.

В поезде она знакомится с мужчиной, который едет с шестилетним сыном Алькой. Мальчик держит прошлогодний журнал с фотографией комсомолки Марицы Маргулис. Женщина бежала с каторги, была схвачена и убита в кишинёвской тюрьме.

В лагерь прибывают ребята со всей страны. Между Владиком и Толькой завязывается дружба. Владик гордится своей сестрой-коммунисткой, которая отбывает наказание в польской тюрьме, и мальчики мечтают сделать так, чтоб она смогла оттуда убежать. Обследуя местность возле лагеря, они обнаруживают развалины старой крепости. В ней юные искатели приключений находят лаз, который решают исследовать в будущем.

Тем временем на водопроводе «Артека» происходит авария. Чтобы её устранить, приезжает инженер Ганин, оказавшийся Наткиным попутчиком по поезду. Его сына Альку временно устраивают к ней в комнату. Чтобы ускорить работу нужен динамит, и Ганин, найдя в ближайшем санатории своего старого друга из ЦИК Гитаевича, подключает его к делу — просит отправить запрос в Москву.

Воспользовавшись тем, что весь лагерь готовится к большому пионерскому костру, Владик с Толькой решают исследовать лаз. Не найдя там ничего интересного, они выходят из крепости и видят, как туда, не заметив мальчиков, входит незнакомый человек. Встречают они и Ганина, который просит передать записку начальнику лагеря.

Алька очень привязывается к Натке, но на её вопрос о матери молчит. Однажды Алька рассказывает Натке сказку, которую она потом пересказывает октябрятам.

Сказка про Мальчиша-Кибальчиша

Отгремела по всей стране война, прогнала Красная Армия проклятых буржуинов. Жил да был Мальчиш, по прозванию Кибальчиш с отцом и старшим братом. Отец с братом работают, а Мальчиш то им помогает, то с другими мальчишами играет.

Но однажды пришла беда. Снова напали проклятые буржуины. Отец взял винтовку и ушёл на войну. Вскоре ушёл и старший брат. Но наступают проклятые буржуины. Собрал тогда Мальчиш своих друзей мальчишей-малышей, и пришли мальчиши на подмогу Красной Армии. Только один Мальчиш-Плохиш пошёл служить буржуинам. Никому ничего он не сказал, пошёл вместе со всеми, но в тоже время думал, как буржуинам помочь.

А в это время спрашивает Главный Буржуин у своих буржуинов, почему они не добились победы. Буржуины отвечают, что победа была близка, они разбили отцов и старших братьев, но вот пришёл им на помощь Мальчиш-Кибальчиш с друзьями, и с ними не могут буржуины справится. Разозлился Главный Буржуин и закричал грозным голосом, чтоб без победы к нему не возвращались. А Плохиш тем временем дрова нарубил, сена натащил и зажёг все ящики с патронами да снарядами. Обрадовались буржуины и дали ему за это бочку варенья да корзину печенья.

Из-за дыма и огня налетели буржуины и заковали Мальчиша-Кибальчиша в тяжёлые цепи и начали выпытывать у него Военную Тайну. Почему бились с Красной Армией Сорок Царей и Сорок Королей, а Красная Армия их победила? Но рассмеялся им в лицо Мальчиш и сказал, что могучий секрет у Красной Армии, и никогда не победят буржуины. Не откроет им Мальчиш тайны, а самим им, проклятым, век не догадаться. И так улыбнулся Мальчиш, что страшно стало буржуинам, почувствовали они, как дрогнула под ними земля. Удивился Главный Буржуин: да что же это за страна такая, что такие малыши знают Военную Тайну и так крепко держат своё слово?

И погиб Мальчиш-Кибальчиш. А Главный Буржуин бежал в страхе, громко проклиная эту страну. Похоронили Мальчиша-Кибальчиша на бугре и поставили на его могиле большой красный флаг.

***

На участке, где проводятся восстановительные работы, происходит кража. Помимо денег и оружия пропали документы и ведомости на инженерные работы. Кроме того, недавно исчезли лопаты, и рабочие вырыли землю не там, где нужно. Ганин замечает на участке подозрительного пьяного мужчину.

В лагере полным ходом идёт подготовка к большому костру. Среди прибывших шефов из санатория ЦИК, Натка встречает Гитаевича, с которым её когда-то познакомил дядя. Поздоровавшись с ним, Натка представляет Гитаевичу Альку. Так как сам инженер Ганин ещё не пришёл, Алька убегает его искать. Пользуясь отсутствием мальчика, Натка узнаёт, что матерью Альки была отважная комсомолка Марица Маргулис.

Тем временем Ганин работает на участке. Ему не нравится Шалимов, один из бригадиров, Ганин подозревает его в махинациях. Возвращаясь в лагерь, инженер слышит выстрел.

Владик и Толька тоже опаздывают на костёр. Наконец они приходят — Толька весь в ушибах и с вывихом руки, а Владик наотрез отказывается сказать, что случилось. Натка стыдит мальчиков перед всем лагерем.

Заступившись за товарища по лагерю, Владик вступает в драку с незнакомым мальчишкой. Окровавленную рубашку он в присутствии Альки стирает в море. Встретив мальчика в мокрой одежде, Натка думает, что Владик купался без разрешения. Это строжайше запрещено и грозит ему наказанием. Алька рассказывает отцу правду, и Ганин заступается за Владика перед начальником лагеря.

Ганина срочно вызывают в Москву. Натке жалко расставаться с Алькой, который привязывается к девушке и рассказывает ей их с папой военную тайну: он свою маму все-таки видел один раз целую неделю, когда она сбежала из тюрьмы.

В лагерном тире, где Ганин встречает Владика, инженера находит старший десятник Дягилев с просьбой подписать документы. Владик рассказывает Ганину, что Дягилев прячет в крепости оружие. Они с Толькой его нашли и нечаянно выстрелили. Этот выстрел и слышал Ганин, когда возвращался в лагерь, а мальчики бросились бежать и упали. Дягилева арестовывают.

Ганин с Алькой идут в лагерь. Пока Алька бегает за забытыми отцом на полянке папиросами, инженера останавливает брат Дягилева, который оказывается пьяницей, находящимся всё время на восстановительных работах. Мстя за брата, он бросает в Ганина камни. Один камень попадает в подошедшего Альку и мальчик падает замертво. Весь лагерь приходит хоронить мальчика на скале над морем.

Ганин с Наткой возвращаются в Москву. На вокзале их встречает полковник Шегалов. Оттуда Ганин по заданию едет на Дальний Восток, оставляя Натке на память фотографию, на которой сняты Алька и Марица Маргулис. Натка теперь понимает, что она находится на своём месте, воспитывает достойную смену таким людям, как Ганин.