В молодёжном кафе «Комета» поэт читает стихи. Председатель общественного совета кафе пытается устроить обсуждение. Девушка-посетительница хвалит стихи. Для сидящего неподалёку парня это становится поводом для знакомства. Девушку зовут Наташа. Парень представляется как Евдокимов. Он понимает, что нравится Наташе.
На следующий день они опять идут в «Комету». Ночью, выйдя из кафе, пытаются поймать такси для Наташи. Она стюардесса, и утром ей надо на самолёт. Евдокимов уговаривает девушку зайти к нему, вызвать такси по телефону. Он наконец-то называет своё имя: Электрон.
Наташа уходит от Евдокимова только утром. Они договариваются о встрече. Лишь после её ухода Евдокимов замечает записку. Наташа пишет, что встречаться больше не надо.
Евдокимов работает в НИИ. Его сослуживцы и сверстники — Владик и Галя Острецовы. Они влюблены друг в друга. Галя звонит Владику под видом «незнакомки». Руководитель группы Семенов даёт разрешение на опыт, разработанный Евдокимовым.
Штурман Лёва Карцев неравнодушен к Наташе, но она не даёт ему надежды на взаимность. Наташа знает, что другая стюардесса, Ира, любит Лёву. Наташа встречается с Евдокимовым. Они идут в зоопарк. И снова Наташа остаётся у него ночевать. А наутро, когда она возвращается домой, мать выгоняет её. Наташина подруга, парикмахерша Лилька, зовёт её жить к себе, но Наташа не соглашается. Лилька беременна и хочет назвать ребёнка Электроном.
Опыт Евдокимова будет проводиться на днях. Там же, в НИИ, работает Феликс — Наташина «первая любовь». Он сообщает Электрону, что мать выгнала Наташу из дома. Евдокимову нельзя отлучаться от работы, но у него «горит» свидание с Наташей. И он уходит, несмотря на недовольство Семёнова.
А Наташа в это время в Ташкенте. Им не дают вылета. Она звонит Евдокимову из гостиничного номера. Рядом спит Ира. Карцев заходит поговорить с Наташей, но она твёрдо даёт ему понять, что не любит его. Ира, конечно же, все слышала. Узнав о чувствах Карцева к Наташе, она не может скрыть обиды на подругу, ревности. Наташа не сердится. Она рассказывает Ире историю своей жизни. Наташа подозревает, что она всего лишь «развлечение» для Евдокимова.
В гостях у Евдокимова Наташа говорит, что изменила ему в Ташкенте. Они решают расстаться. Евдокимов провожает девушку «в последний раз», но в метро она намекает ему, что соврала, говоря об измене. Евдокимов раскаивается, что поспешил поверить ей. Наташа оскорблена, но всё-таки прощает его. Вместе они идут в ресторан. Евдокимов провожает Наташу к самолёту.
Семенов освободил Галю Острецову от опыта. Но она ездила на «Альфу» за режимами и обнаружила, что предстоящий опыт очень опасный. Галя уговаривает Евдокимова не брать на опыт Владика. Евдокимов вспоминает, что Галя раньше любила его, но испугалась, что «дело может зайти далеко». Он упрекает Галю в излишней рассудочности.
Накануне проведения опыта Владик устраивает вечеринку. Приходит Евдокимов и Наташа, потом ещё один знакомый, Петя Гальперин, и Феликс. Феликс просит Евдокимова, чтобы он принял его к себе в отдел, но тот отказывает. Феликс рассказывает о своих жизненных неудачах. Евдокимову его не жалко: он считает, что всё произошло по собственной вине Феликса. Когда Феликс уходит, Наташа обвиняет Евдокимова в неумении жалеть людей. Они ссорятся, и Наташа уходит.
Евдокимов дома. Он собирается на опыт. С юга возвращается его мать и отчим. Когда Евдокимов спускается вниз, то обнаруживает, что Наташа ждала его в парадном. Он уезжает на «Альфу», а ей надо лететь в Брюссель. Они договариваются о встрече. Опыт прошёл удачно. Евдокимов счастлив. Он и Владик стоят у метро «Динамо», ожидая Наташу. Впервые Евдокимов купил для неё цветы. Приходит Ира. Она объясняет, что на самолёте, где летела Наташа, «что-то загорелось». Наташа «выпускала пассажиров и не успела...». После этого, рассказывает Ира, Наташа жила ещё два часа. Она просила передать Евдокимову, что «главное — это выдержка».
Ира уходит. Евдокимов и Владик до самого утра неподвижно сидят на скамейке. Расклейщица заклеивает старые афиши, оставляя только одну: стюардесса с поднятой рукой.
