Pete Mitchell, fils d'un aviateur tué au Viêtnam, est un jeune et brillant pilote de chasse sur un porte-avions stationné dans l'océan Indien. Il a pour coéquipier son meilleur ami, le mitrailleur Nick Bradshaw. Un jour, Pete réussit à approcher de très près un avion ennemi tandis que Nick prend par surprise une photo du pilote. Rendus célèbres par cet exploit, les deux jeunes gens sont envoyés à la base de Miramar, près de San Diego, pour y être entraînés avec les meilleures recrues des autres escadrons. Pete a pour principal instructeur le commandant Mike Metcalf, qui a bien connu son père, et pour professeur de physique aéronautique la jolie Charlotte Blackwood, dont il tombe amoureux. Charlotte, de son côté, est fascinée par le jeune homme. Auprès de ses camarades, Pete est moins populaire. Son tempérament individualiste et casse-cou lui attire de solides inimitiés. Une antipathie profonde l'oppose en particulier à un autre pilote, Tom Kasanzky, tous deux rivalisant pour le titre envié de meilleur 'top gun' de la promotion. A la suite d'une manoeuvre risquée, Pete doit s'éjecter en vol, ainsi que Nick. Mais ce dernier périt, laissant son ami inconsolable. Le titre de 'top gun' va à Tom...
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