《烈日长虹》以冷战时期为背景，聚焦于捷克空军飞行员杨·斯拉梅克。杨因拒绝在一份文件上签字而被发配到偏远基地。此时，苏联为了对抗美国的核威胁，计划派遣飞行员执行一项危险的任务——驾驶轰炸机穿越北极轰炸美国本土。杨被选中参与此次行动，在训练过程中，他与队友们建立了深厚的情谊，同时也和女军医玛格达产生了爱情。然而，任务执行过程充满变数，他们不仅要应对恶劣的天气，还要躲避美军的拦截。最终，杨在经历了内心的挣扎和外部的重重困难后，做出了影响任务走向和自身命运的抉择。