Négy nappal 1943 karácsonya előtt egy erősen sérült amerikai bombázó küszködött, hogy átrepüljön az ellenséges Németország területe fölött. A huszonegy éves pilóta mögött a gép személyzetének fele már súlyos sebesült vagy halott volt. Ez volt az első bevetésük. Hirtelen hosszú, sötét alak jelent meg a gép farkánál: egy német Messerschmitt vadászgép. A gépet egy mesterpilóta vezette, aki egyetlen gombnyomással képes lett volna elpusztítani az amerikai gépet. Ami ezután történt, minden képzeletet felülmúlt, és később a II. világháborús ellenségek közötti leghihetetlenebb találkozóként vált ismertté.
Igaz történet két pilótáról, akiknek élete azon a napon találkozott: az amerikai Charlie Brown hadnagyról, aki korábban egy nyugat-virginiai farmon dolgozott, majd a B-17-es pilótája lett, és a bajor Franz Stigler hadnagyról, aki korábban utasszállító repülőgépeket vezetett, és szerette volna elkerülni, hogy a háborúban harcolnia kelljen. A Felettünk a csillagos ég Charlie és Franz megrendítő története. Charlie bombázópilóta, aki embert próbáló feladatokkal néz szembe: kénytelen az angol ködben felszállni, társai gépeinek égő roncsai között; légvédelmi ágyúk tüzében kell repülnie, miközben az ellenséges harci gépek cápákként köröznek körülötte; el kell viselnie félelmet, sérüléseket, társai elvesztését. Franz homokviharokat élt át a sivatagban, egyedül zuhant le a tengeren, és szembe kellett néznie azzal, hogy egy vesztes háborút vív, amely egymás után veszi el tőle a barátait.
Az Amerikai Légierő 8. légi hadserege Charlie és Franz találkozását "szigorúan titkosnak" minősítette. Olyan pillanat volt ez, amely ha kiderül, Franzot kivégzőosztag elé állítják. A találkozás emléke negyven éven át sokszor felidéződött a két férfi tudatában, mígnem időskorukban megkeresték egymást. A küldetés örökre megváltoztatta az életüket.