Reiz Enskas pilsētā upes krastā tika atrasts miris pastnieks un soma ar vēstulēm. Tante Daša katru dienu skaļi lasīja vienu vēstuli kaimiņiem. Īpaši atcerējās Sanijas Grigorjevas līnijas par tālām polārajām ekspedīcijām ...
Sanija dzīvo Enskā kopā ar vecākiem un māsu Sašu. Pēc absurda negadījuma Saniņa tēvs tiek apsūdzēts slepkavībā un arestēts. Tikai mazais Sanja zina par īsto slepkavu, bet mēmošanās dēļ, kuru tikai vēlāk brīnumainā ārsts Ivans Ivanovičs viņu atbrīvos, viņš neko nevar darīt. Tēvs mirst cietumā, pēc kāda laika māte apprecējas. Patēvs izrādās nežēlīgs un nodomāts vīrietis, kurš mocās gan ar bērniem, gan ar sievu.
Pēc mātes nāves tante Daša un Skovorodņikova kaimiņš nolemj nosūtīt Saniju un viņas māsu uz patversmi. Tad Sanija un viņa draugs Petja Skovorodņikovs bēga uz Maskavu, bet no turienes - uz Turkestānu. “Cīnieties un meklējiet, atrodiet un nepadodieties” - šis zvērests viņus atbalsta visa ceļa garumā. Zēni ar kājām dodas uz Maskavu, bet Petkina tēvocis, kuru viņi rēķināja, devās uz priekšu. Pēc trīs mēnešu gandrīz brīva darba ar spekulantiem viņiem jāslēpjas no pārbaudes. Petkai izdodas aizbēgt, un Sanija vispirms nonāk izplatītājā bezpajumtniekiem, bet no turienes - skolas komūnā.
Sanijai patīk skola: viņš lasa un skulptē no māla, viņš veido jaunus draugus - Valku Žukovu un Romashka. Reiz Sanija palīdz atnest somu nepazīstamai vecai sievietei, kura dzīvo skolas direktora Nikolaja Antonoviča Tatarinova dzīvoklī. Šeit Sanja satiekas ar Katju, glītu, bet nedaudz sliecas “pajautāt” meiteni ar pigtailēm un tumšām, možām acīm. Pēc brīža Sanija atkal nonāk Tatarinova mājā: viņu tur nosūta uz laktometru - ierīci piena sastāva pārbaudei - Nikolaju Antonoviču. Bet laktometrs eksplodē. Katja gatavojas uzņemties vainu, taču lepnā Sanija neļauj to darīt.
Tatarinova dzīvoklis Sani kļūst par “kaut ko līdzīgu Ali Baba alai ar tās dārgumiem, mīklām un briesmām”. Ņina Kapitonovna, kurai Sanja palīdz ar varenību un galveno, un kura viņu baro ar vakariņām, ir “dārgums”; Marya Vasilievna, “ne atraitne, ne vīra sieva”, kura vienmēr staigā melnā kleitā un bieži vien gūst ilgas, ir “noslēpums”; un "briesmas" ir Nikolajs Antonovičs, kā izrādījās, ir Katjas brālēns. Nikolaja Antonoviča stāstu iecienītākā tēma ir brālēns, tas ir, Marijas Vasiļjevnas vīrs, par kuru viņš "visu savu dzīvi rūpējās" un kurš "izrādījās nepateicīgs". Nikolaja Antonoviča jau sen ir iemīlējusies Mērijā Vasilievnā, taču, kamēr viņa ir pret viņu „nesaudzīga”, dažkārt nāk ciemos viņas ģeogrāfijas skolotāja Korejova. Kaut arī, kad Korajevs ierosina Marijai Vasilievnai, viņam tiek atteikts. Tajā pašā dienā Nikolajs Antonovičs mājās sasauc skolas padomi, kurā Korajevs tiek asi nosodīts. Tika nolemts ierobežot ģeogrāfijas skolotāja aktivitātes - tad viņš tiks aizvainots un aizies, Sanja informē Korajovu par visu dzirdēto, bet rezultātā Nikolajs Antonovičs padzina Saniju no mājas. Aizskarts Sanija, aizdomās par Korajovu nodevībā, atstāj komūnu. Visu dienu klīstot pa Maskavu, viņš pilnīgi saslimst un nonāk slimnīcā, kur Dr. Ivans Ivanovičs viņu atkal izglābj.
Ir pagājuši četri gadi - Sanijai ir septiņpadsmit gadu. Skola piedāvā iestudētu "Jevgeņija Oņegina tiesas procesu". Tieši šeit Sanija atkal satiekas ar Katju un atklāj viņai savu noslēpumu: viņš jau ilgi gatavojas kļūt par pilotu. Sanija beidzot uzzina no Katjas kapteiņa Tatarinova stāstu. Divpadsmitā gada jūnijā, apstājies Enskā, lai atvadītos no savas ģimenes, viņš izgāja šonera “St. Marija ”no Pēterburgas uz Vladivostoku. Ekspedīcija neatgriezās.Marija Vasilievna neveiksmīgi nosūtīja palīdzības lūgumu caram: tika uzskatīts, ka, ja Tatarinovs nomira, tad viņa paša vainas dēļ: viņš “nejauši rīkojās ar valsts īpašumu”. Kapteiņa ģimene pārcēlās uz Nikolaju Antonoviču. Sanija bieži tiekas ar Katju: kopā viņi dodas uz slidotavu, uz zooloģisko dārzu, kur Sanija pēkšņi sastopas ar patēvu. Skolas ballē Sanija un Katja paliek vieni, bet viņu sarunu traucē Romaška, kura pēc tam par visu ziņo Nikolajam Antonovičam. Tatjarinovi Saniju vairs nepieņem, un Katja tiek nosūtīta pie tantes Enskā. Sanija pārspēj Kumelīti, izrādās, un stāstā ar Korajovu viņš spēlēja liktenīgu lomu. Neskatoties uz to, Sanija nožēlo savu rīcību - ar smagām sajūtām viņš dodas uz Ensku.
Savā dzimtajā pilsētā Sanya atrod gan tanti Dašu, gan veco Skovorodņikovu, gan viņa māsu Sašu, viņš uzzina, ka Petka arī dzīvo Maskavā un gatavojas kļūt par mākslinieku. Atkal Sanija pārlasa vecās vēstules - un pēkšņi saprot, ka tās ir tieši saistītas ar kapteiņa Tatarinova ekspedīciju! Ar sajūsmu Sanija uzzina, ka neviens cits kā Ivans Ļvovičs Tatarinovs atklāja Severnaja Zemliju un nosauca to savas sievas Marijas Vasiļjevas vārdā, ka tieši šī “biedējošā cilvēka” Nikolaja Antonoviča vainas dēļ lielākā daļa aprīkojuma nebija izmantojama. Rindas, kurās tieši nosaukts Nikolaja vārds, izplūdušas ūdenī un saglabātas tikai Sani atmiņā, taču Katja viņam tic.
Sanija stingri un izlēmīgi pakļauj Nikolaju Antonoviču Marijai Vasilievnai un pat prasa, lai viņa “uzliktu apsūdzības”. Tikai tad Sanija saprot, ka šī saruna beidzot pieveica Mariju Vasilievnu, pārliecināja viņu par lēmumu izdarīt pašnāvību, jo Nikolajs Antonovičs jau toreiz bija viņas vīrs ... Ārsti nespēj glābt Mariju Vasilievnu: viņa mirst. Apbedīšanas laikā Sanija ierodas pie Katjas, bet viņa novēršas no viņa. Nikolajam Antonovičam izdevās pārliecināt visus, ka vēstule vispār nav par viņu, bet par kādu “von Vyshimirsky” un ka Sanija ir vainīga Marya Vasilievna nāvē. Sanja var tikai intensīvi sagatavoties uzņemšanai lidojumu skolā, lai kādu dienu varētu atrast kapteiņa Tatarinova ekspedīciju un pierādīt savu lietu. Pēdējo reizi redzot Katju, viņš devās mācīties uz Ļeņingradu. Viņš mācās lidojumu skolā un vienlaikus strādā rūpnīcā Ļeņingradā; gan Saša, gan viņas vīrs Petja Skovorodņikova studē Mākslas akadēmijā. Visbeidzot, Sanya vēlas iecelt tikšanos uz ziemeļiem. Arktikas pilsētā viņš tiekas ar doktoru Ivanu Ivanoviču, kurš viņam parāda navigatora dienasgrāmatas “St. Marija ”autors ir Ivans Kļimovs, kurš miris 1914. gadā Arhangeļskā. Pacietīgi atšifrējot piezīmes, Sanija uzzina, ka kapteinis Tatarinovs, nosūtot cilvēkus zemes meklējumos, pats palika uz kuģa. Navigators apraksta kampaņas grūtības, ar apbrīnu un cieņu runājot par viņa kapteini. Sanija saprot, ka ekspedīcijas pēdas jāmeklē precīzi uz Marijas zemes.
No Vališa Žukova Sanija uzzina par dažiem Maskavas jaunumiem: Kumelīte ir kļuvusi par “tuvāko cilvēku” Tatarinovu mājā un, šķiet, “gatavojas apprecēties ar Katju”. Sanija pastāvīgi domā par Katju - viņš nolemj doties uz Maskavu. Pa to laiku viņam un ārstam tiek dots uzdevums lidot uz attālo Vanokanas nometni, bet iekrist sniega vētrā. Pateicoties ārkārtas nosēšanās gadījumam, Sanija atrod āķi no šonera “St. Marija ”. Pamazām no kapteiņa vēstures "fragmentiem" tiek veidots harmonisks attēls.
Maskavā Sanja plāno sagatavot ziņojumu par ekspedīciju. Bet vispirms izrādās, ka Nikolajs Antonovičs viņu jau ir daļēji apsteidzis, publicējot rakstu par kapteiņa Tatarinova atklāšanu, bet pēc tam tas pats Nikolajs Antonovičs un viņa palīgs Romashka publicē laikrakstā Pravda apmelojumus pret Saniju un tādējādi cenšas atcelt ziņojumu. Ivans Pavlovičs Korajevs ļoti daudz palīdz Sanijai un Katijai. Ar viņa palīdzību zūd neuzticēšanās starp jauniešiem: Sanija saprot, ka Katja cenšas uzspiest laulību ar Kumelīti. Ketija pamet Tatarinova namu. Tagad viņa ir ģeoloģe, ekspedīcijas vadītāja.
Nenozīmīgs, bet tagad nedaudz “apmetušies” Kumelīši spēlē dubultā spēli: viņš piedāvā Sanijai pierādījumus par Nikolaja Antonoviča vainu, ja viņš atsakās no Katjas. Sanja par to informē Nikolaju Antonoviču, taču viņš vairs nespēj izturēt izveicīgo “palīgu”. Ar Padomju Savienības varoņa palīdzību pilots Ch. Sanya tomēr iegūst atļauju ekspedīcijai, Pravda publicē savu rakstu ar fragmentiem no navigatora dienasgrāmatas. Pa to laiku viņš atgriežas ziemeļdaļā.
Viņi atkal mēģina atcelt ekspedīciju, bet Katja ir izlēmīga - un pavasarī viņiem vajadzētu tikties ar Saniju Ļeņingradā, lai sagatavotos meklējumiem. Mīļotāji ir laimīgi - baltās naktīs viņi staigā pa pilsētu, visu laiku gatavojoties ekspedīcijai. Saša, Saninas māsa, dzemdēja dēlu, bet pēkšņi viņas stāvoklis strauji pasliktinās - un viņa nomirst. Kādu iemeslu dēļ ekspedīcija tiek atcelta - Sanijai tiek piešķirts pavisam cits mērķis.
Pieci gadi paiet. Sanija un Katja, tagad Tatarinova-Grigorjeva, dzīvo vai nu Tālajos Austrumos, pēc tam Krimā, vai Maskavā. Rezultātā viņi apmetas Ļeņingradā pie Petjas, viņa dēla un Katjas vecmāmiņas. Sanija piedalās karā Spānijā un pēc tam dodas uz fronti. Kad Katja atkal satiekas ar Kumelīti, un viņš stāsta viņai par to, kā viņš, cenšoties glābt ievainoto Saniju, mēģināja izkļūt no vācu vides un kā Sanija pazuda. Ketija nevēlas ticēt Kumelītei, šajā grūtajā laikā viņa nezaudē cerību. Un patiešām Kumelīte melo: patiesībā viņš nevis glāba, bet izmeta smagi ievainoto Saniju, atņemot viņam ieročus un dokumentus. Sanijai izdodas izkļūt: viņš tiek ārstēts slimnīcā, un no turienes dodas uz Ļeņingradu, meklējot Katju.
Ketija neatrodas Ļeņingradā, bet Sanija tiek aicināta lidot uz ziemeļiem, kur jau notiek cīņas. Tā kā Sanya nekad nav atradusi Katju ne Maskavā, kur viņš vienkārši viņu palaida garām, ne Jaroslavļā, viņa domā, ka viņa atrodas Novosibirskā. Veiksmīgi izpildot vienu no kaujas misijām, Grigorjeva apkalpe veic ārkārtas nosēšanos netālu no vietas, kur, pēc Sani teiktā, jāmeklē kapteiņa Tatarinova ekspedīcijas pēdas. Sanija atrod kapteiņa ķermeni, kā arī viņa atvadu vēstules un ziņojumus. Pēc atgriešanās Poliarnijā Sanja atrod Katju pie Dr. Pavlova.
1944. gada vasarā Sanija un Katja brīvdienas pavada Maskavā, kur tiekas ar visiem draugiem. Sanijai jādara divas lietas: viņš sniedz liecības notiesātā Romomašova gadījumā un Ģeogrāfiskajā biedrībā savu ziņojumu par ekspedīciju, par kapteiņa Tatarinova atklājumiem, par šīs ekspedīcijas iemeslu nomira ar lieliem panākumiem. Nikolaju Antonoviču apkaunojoši izdzen no zāles. Enskā ģimene atkal apvienojas pie galda. Vecais vīrs Skovorodņikovs savā runā vieno Tatarinovu un Saniju: "šādi kapteiņi virzās uz priekšu cilvēci un zinātni".
