Мальчик Женя вечером сидел у окна и смотрел на звёздное небо. Вдруг одна звезда упала. Мальчик вылез через окно во двор и с пёсиком Шариком отправился на её поиски. Найдя упавшую звёздочку, Женя спрятал её в водосточную трубу.
На следующий день находку, которую чуть было не замела с мусором дворничиха, мальчик показал своим друзьям Мишке и Алёнке. Дети решили вернуть звезду на небо и стали искать помощи у взрослых, но все или отмахивались, или не могли достать до неба. И только с помощью Космонавта на ракете удалось прикрепить на своё место звёздочку.