В центре фильма — образ инженера Мстислава Лося в исполнении Николая Церетелли. В годы военного коммунизма он конструирует аппарат для полета на Марс, с которого получен таинственный радиосигнал. Вскоре космолет Лося пригодился. После одной из семейных ссор с женой, ревнивый инженер улетает на Марс с командой из нескольких человек. Один из них — красноармеец Гусев, роль которого сыграл Николай Баталов. В фильме, талантливо соединившем революционную романтику, напряженное действие, мелодраму, также снимались: Юлия Солнцева, Игорь Ильинский, Юрий Завадский, Варвара Массалитинова и др.