1916-ot írunk. Már majdnem két éve dúl az I. világháború. A nyugati fronton a brit és francia szövetséges erők megerősítették lövészárkaikat a németekkel szemben, milliók estek áldozatul. Az Egyesült Államok továbbra is kitart a semlegesség mellett, és elszigetelt marad, arra hivatkozva, hadd vívják meg az európaiak a saját harcukat. Ám számos amerikai utazott Európába a Szövetségesek segítésére, önkéntes mentősofőrökként, vagy épp a Francia Idegenlégió tagjaiként. Hamarosan ezen amerikai önkéntesek egy csoportja megalakítja saját osztagát, hogy a sokkal jobban felszerelt német pilóták ellen forduljon és ezáltal segítsen a Szövetségeseknek. Erről a feszült, élet-halál harcról szól a FLYBOYS.
A texasi Blaine Rawlingst (James Franco) kilakoltatják családja 900 holdas birtokáról, és hamarosan az osztag hőseinek filmriportereként kezd szerencsét próbálni. A Francia Idegenlégió regrutája, Higgins (Christien Anholt) a mentőalakulatból áll át az osztag soraiba. A nebraskai születésű William Jensen (Philip Winchester), egy katonatiszt fia, a családi hagyományt követve csatlakozik az osztaghoz. A beképzelt Eddie Beagle (David Ellison), aki még célozni sem tud, a múltja elől próbál elmenekülni. Eugene Skinner (Abdul Salis) a külföldön élő fekete amerikai azért áll az osztagba, hogy kiállhasson Franciaország mellett, amiért ez az ország lehetőséget adott számára, hogy bokszbajnok lehessen, míg az Egyesült Államokban nem engednék a pilótafülke közelébe sem.
A kiképzés első heteiben, Rawlings találkozik az osztag vezetőjével, Reed Cassidyvel (Martin Henderson), aki 28 éves kora ellenére már veterán pilóta. Cassidy az elsők között láthatta ebben az új légi küzdelemben rejlő veszélyeket, és tisztában van azzal, hogy ezek közül a fiatal katonák közül csak nagyon kevesen maradnak majd életben. A rejtélyes és nagy tiszteletben álló Cassidy, az osztag ütőlapja, számtalanszor megkísérelte már a lehetetlent. A rekordja több mint 20 pilóta, ám ezért saját ártatlanságával fizetett.
A francia Georges Thenault kapitány (Jean Reno) parancsnoksága alatt a francia pilóták adnak kiképzést amerikai társaiknak az első légi ütközet előtt. Mialatt kitanulják a legújabb francia repülőgép, a Nieuport 17, minden csínját-bínját, hamarosan felismerik saját helyzetük súlyát: egy pilóta várható élettartama csupán három-hat hét. Tudatában vannak annak, hogy a túlerőben lévő és kiváló német hadierővel készülnek szembeszállni. Ejtőernyőket nem kaphatnak, hiszen a repülőgépek többet érnek, mint egy pilóta élete. Hamarosan kezdetét veszi a küzdelem, Rawlings és társai ádáz, megrázó és pusztító légi háborúban találják magukat, mely felülmúlja minden elképzelésüket. A magasan képzett Fokker repülőgépes német pilóták a semmiből bukkannak elő, könnyedén kicselezik és lelövik a francia gépeket. Az osztag temetőjében zajló minden egyes búcsúztató emlékezteti őket a pilóták megrázóan rövid életére.
