Сюжет фильма основан на реальных событиях. Упомянутые в нём факты опираются на биографию легендарной советской женщины-снайпера Людмилы Михайловны Павличенко.
Великая Отечественная война застала Людмилу, аспирантку Киевского государственного университета, на дипломной практике в Одессе. После краткосрочных снайперских курсов в первые дни войны она уходит добровольцем на фронт, став бойцом 25-й стрелковой Чапаевской ордена Ленина Краснознамённой дивизии Красной армии, и начинает свой героический боевой путь: приграничные сражения в Молдавской ССР – оборона Одессы – оборона Севастополя. Одержав множество личных побед в дуэлях с нацистскими снайперами, став живой легендой, Людмила раненой покидает Севастополь за считанные дни до его падения.