Трогательная и мужественная повесть о Великой Отечественной войне, в центре которой — судьба мальчика-сироты Вани Солнцева. Потеряв всех родных, он находит новую семью среди советских разведчиков и артиллеристов; пройдя через испытания, проявляя смекалку и отвагу, Ваня взрослеет на глазах, но взрослые делают всё, чтобы уберечь его от самой страшной стороны войны и вернуть ему шанс на мирное детство. Книга о человечности, стойкости и солдатском братстве.
Осенью разведчики, возвращаясь с задания, находят в лесу измождённого мальчика: он спит, забившись в окоп, а при пробуждении в панике хватает заточенный гвоздь — своё единственное оружие. Это Ваня Солнцев. Он скитался по лесам, голодал, прятался от немцев; его отец погиб на фронте, мать умерла, а остальные близкие погибли от голода и болезней. Разведчики жалеют ребёнка, кормят, отогревают — и решают взять его с собой.
В артиллерийской батарее Ваня постепенно становится «своим». Особенно привязываются к нему разведчики Биденко и Горбунов: они ласково зовут его «пастушком», заботятся о нём. Мальчик хочет быть полезным и старается ничем не отличаться от бойцов: запоминает приметы местности, учится ориентироваться в лесу, помогает по хозяйству. При этом он упорно не желает уезжать в тыл — для него солдаты уже стали семьёй.
Капитан Енакиев, командир батареи, проникается к Ване особой теплотой: он потерял в войну свою семью и в мальчике словно узнаёт черты собственного сына. Капитан понимает, что ребёнку не место на передовой, и приказывает отправить Ваню в тыл. Но тот дважды сбегает: он не хочет снова оставаться один и рвётся быть рядом с теми, кто стал ему близок.
Ване доверяют небольшие разведзадачи — его наблюдательность и детская память оказываются по-настоящему ценными для батареи. В какой-то момент мальчик попадает в руки к немцам: это страшное испытание, но Ваня держится стойко и не выдаёт сведений. Вскоре его освобождают, и он возвращается к своим. После этого случая Ваню одевают в форму, и он окончательно становится «сыном полка».
Командир батареи Енакиев обманом заставляет мальчика бежать с передовой, якобы штаб ждёт важное донесение , таким образом мальчик спасен, а батарея остаётся разгромленной.
Последняя воля капитана исполняется: Ваню не бросают на произвол судьбы. Его отправляют учиться в Суворовское училище — так для мальчика открывается дорога к мирной жизни и учёбе. Повесть завершается на светлой, хотя и грустной ноте: война отняла у Вани детство и родных, но подарила людей, чья доброта и мужество помогли ему выстоять и поверить в будущее.