Kitty Schmidt è nel '39 la tenutaria di un aristocratico bordello di Berlino. Allo scoppio delle ostilità, il giovane tenente delle SS Wallemberg costringe Kitty a cambiare domicilio e ad assumere un gruppo di prostitute di rigorosa fede nazista che sono state educate a riempire di Eros il riposo dei guerrieri per ottenerne, dopo lo stordimento dei sensi, compromettenti confessioni.
Nel maggio 1943, da una base aerea in Inghilterra, si leva in volo per la sua venticinquesima missione un bombardiere B-17, battezzato con il nome di "Memphis Belle". La fortezza volante è condotta da un equipaggio di nove componenti: nove aviatori dai caratteri e dagli ideali personali non proprio omogenei. La missione risulta durissima, sia per le cattive condizioni atmosferiche, sia per gli attacchi aerei tedeschi e per l'azione della contraerea.