Filmen handler om besætningen på B-17 bombeflyet Memphis Belle, der som de første i USAAF ser ud til at overleve deres 25. bombetogt. Hvis de overlever skal de turnere rundt i USA, for at få amerikanerne til at finansiere krigen. Presseofficeren oberstløjtnant Bruce Derringer (John Lithgow) ønsker at fejre dette med en fest før deres sidste mission, men bombeflybesætningerne er overtroiske, og deres øverste chef oberst Craig Harriman (David Strathairn) er imod særbehandling.  Alle håber at det sidste togt går til Frankrig, men målet er Bremen. Forrige gang Bremen blev angrebet gik en fjerdedel af styrken tabt. I 1943 blev bombeflyene eskorteret af P-47 Thunderbolt-jagerfly et stykke ad vejen, men i filmen bliver de eskorteret af P-51D Mustanger der kunne flyve helt til Berlin. Disse kom først senere, så i filmen vender de om før tid. Hjemme på basen læser Bruce Derringer breve fra de pårørende til dræbte besætningsmedlemmer, og ændrer opfattelse af basechefen (Brevene var originale, oprindeligt sendt til RAF Bomber Command).  Efter at eskorteflyene er vendt om, kaster Luftwaffes jagerfly sig over bombeflyene. Formationens leder Windy City bliver skudt ned, den næstkommanderende C-Cup bliver kraftigt beskadiget, så Memphis Belle bliver førerfly. Da formationen når Bremen, overtager det tyske antiluftskyts. På grund af skyer kan bombekasteren Val ikke se målet og formationen bliver tvunget til at overflyve målet igen. Andenpiloten 'låner' agterskyttens maskingeværer og nedskyder en Me 109, desværre så den kolliderer med Mother and Country. På den anden overflyvning kaster de bomberne. Radiotelegrafisten Danny bliver hårdt såret under beskydningen og besætningen overvejer at nedkaste ham i faldskærm, så han som krigsfange kan få lægehjælp. På tilbagevejen bliver den ene motor skudt i brand og de bliver nødt til at dykke flyet, for at slukke ilden. Memphis Belle må humpe hjem og kort før landingen må besætningen udsætte landingsstellet med håndkraft. Danny blev ikke kastet ud og vågner tidsnok til at Bruce kan få sit gruppebillede.  Memphis Belle Alle de strabadser Memphis Belle kommer ud for i filmen, er et potpourri af hendes 25 bombetogter. På et halvt år fik hun udskiftet ni motorer, to halesektioner, begge vinger og landingsstellet. Oprindeligt skulle filmen have det fiktive navn Southern Belle, for at undgå søgsmål fra den oprindelig besætning, men filmselskabet fik lov til at anvende navnet af alle besætningsmedlemmerne. Disse var Robert K Morgan (kaptajn), James Verinas (andenpilot), Charles Leighton (navigatør), Vince Evans (bombekaster), Robert Hanson (radiotelegrafist), Leviticus "levy" Dillon, Eugene Adkins, og Harold Loch (flymaskinister), Cecil Scott (bugskytte), E. Scott Miller og Casimer Nastel (højre sideskytter), Claence "Bill" Winchel (venstre sideskytte) og John Quinlan (agterskytte).