해군 최신 전투기 F-14기를 모는 젊은 조종사 매버릭 대위(톰 크루즈)는 최고의 실력을 자부하는 파일럿으로 최정예 전투기 조종사를 양성하는 ‘탑건’ 훈련학교에 입학하게 된다. 
그리고 그곳에서 생도들의 교육을 담당하는 항공물리학 전문가 찰리(켈리 맥길리스)와 사랑에 빠진다. 
그러나 비행 훈련 도중 매버릭이 몰던 전투기가 제트 기류에 빠지면서 엔진 고장을 일으키고, 이때 함께 탈출을 시도하던 파트너 구즈가 목숨을 잃게 된다. 
의문의 사고로 돌아가신 전투기 조종사였던 아버지에 대한 상처를 이해한 유일한 친구 구즈의 죽음에 충격에 빠진 매버릭은 파일럿의 꿈도 연인과의 사랑도 모두 포기하려 하는데...