Полковник Александров вже три місяці на фронті. Він надсилає в Москву своїм дочкам телеграму, пропонує їм провести залишок літа на дачі.
Старша, вісімнадцятирічна Ольга, їде туди з речами, залишивши тринадцятирічну Женю прибрати квартиру. Ольга вчиться на інженера, займається музикою, співає, вона сувора, серйозна дівчина. На дачі Ольга знайомиться з молодим інженером Георгієм Гараєву. Вона допізна чекає Женю, але сестри все немає.
А Женя в цей час, приїхавши в дачне селище, в пошуках пошти, щоб відправити телеграму батькові, випадково заходить на чиюсь порожню дачу, і собака не випускає її назад. Женя засинає. Прокинувшись на ранок, бачить, що собаки немає, а поруч - підбадьорлива записка від невідомого Тимура. Виявивши бутафорський револьвер, Женя грає з ним. Холостий постріл, що розбив дзеркало, лякає її, вона біжить, забувши в будинку ключ від московської квартири і телеграму. Женя приходить до сестри і вже передбачає її гнів, але раптом якесь дівчисько приносить їй ключ і квитанцію від надісланої телеграми з запискою від того ж Тимура.
Женя забирається в старий сарай, що стоїть в глибині саду. Там вона знаходить штурвал і приймається крутити його. А від штурвала йдуть мотузкові дроти. Женя, сама того не знаючи, подає комусь сигнали! Сарай наповнюється безліччю хлопчаків. Вони хочуть побити Женю, безцеремонно вторглися в їх штаб. Але командир зупиняє їх. Це той самий Тимур (він племінник Георгія Гараева). Він запрошує Женю залишитися і послухати, чим займаються хлопці. Виявляється, вони допомагають людям, особливо ж опікують сім'ї бійців Червоної Армії. Але все це вони роблять таємно від дорослих. Хлопчаки вирішують «зайнятися особливо» Мишком Квакіна і його зграєю, яка лазить по чужих садах і краде яблука.
Ольга думає, що Тимур - хуліган, і забороняє Дружині водитися з ним. Женя не може нічого пояснити: це означало б розголосити таємницю.
Рано вранці хлопці з команди Тимура наповнюють водою бочку баби-молочниці. Потім складають в стіс дрова для іншої бабусі - бабусі жвавої дівчинки Нюрки, знаходять їй зниклу козу. А Женя грає з маленькою донькою лейтенанта Павлова, якого нещодавно вбили на кордоні.
Тимурівці становлять ультиматум Мишкові Квакіна. Наказують йому з'явитися разом з помічником, Фігурою, і принести список членів зграї. Гейка і Коля дзвіночків відносять ультиматум. А коли приходять за відповіддю, квакінци замикають їх в старій каплиці.
Георгій Гараев катає Ольгу на мотоциклі. Він, як і Ольга, займається співом: грає в опері старого партизана. Його «суворий і страшний» грим злякає кого хочеш, і жартівник Георгій нерідко користується цим (йому і належав бутафорський револьвер).
Тимурівців вдається звільнити Гейку і Колю і замкнути замість них Фігуру. Вони влаштовують засідку квакінской зграї, закривають всіх в будці на базарній площі і вішають на будку плакат, що «полонені» - яблучні злодії.
У парку - гучне свято. Георгія попросили заспівати. Ольга погодилася акомпанувати йому на акордеоні. Після виступу Ольга стикається з гуляють по парку Тимуром і Женею. Розгнівана старша сестра звинувачує Тимура в тому, що він налаштовує Женю проти неї, вона сердиться і на Георгія: чому він раніше не зізнався, що Тимур - його племінник? Георгій, в свою чергу, забороняє Тимуру спілкуватися з Женею.
Ольга, щоб провчити Женю, їде в Москву. Там вона отримує телеграму: батько вночі буде в Москві. Він приїжджає всього на три години побачитися з дочками.
А до Жені на дачу приходить знайома - вдова лейтенанта Павлова. Їй терміново потрібно в Москву - зустріти матір, і вона залишає маленьку дочку на ніч у Жені. Дівчинка засинає, а Женя йде грати в волейбол. Тим часом приходять телеграми від батька і від Ольги. Женя зауважує телеграми тільки пізно ввечері. Але їй нікому залишити дівчинку, і остання електричка вже пішла. Тоді Женя посилає сигнал Тимуру і розповідає йому про свою біду. Тимур доручає Колі Колокольчикова стерегти сплячу дівчинку - для цього доводиться все розповісти Коліном дідусеві. Той схвалює дії хлопчиків. Тимур сам відвозить Женю на мотоциклі в місто (питати дозволу ні в кого, дядько в Москві).
Батько засмучується, що йому так і не вдалося побачити Женю. І ось коли час вже наближається до трьох, несподівано з'являються Женя з Тимуром. Хвилини летять швидко - полковнику Александрову треба їхати на фронт.
Георгій не знаходить на дачі ні племінника, ні мотоцикла і вирішує відправити Тимура додому до матері, але тут приходить Тимур, а разом з ним Женя і Ольга. Вони все пояснюють.
Георгію приходить повістка. У формі капітана танкових військ він приходить до Ольги попрощатися. Женя передає «позивний сигнал загальний», збігаються всі хлопчаки з тимурівської команди. Всі разом йдуть проводжати Георгія. Ольга грає на акордеоні. Георгій їде. Ольга каже посмутнілого Тимуру: «Ти про людей завжди думав, і вони тобі відплатять тим же».