В центре сюжета — подготовка к секретной миссии по уничтожению завода по обогащению урана, расположенного в труднодоступном каньоне на территории неназванной страны. Мэверик, назначенный инструктором, разрабатывает крайне рискованный план полета на сверхнизкой высоте, чтобы избежать обнаружения радарами и зенитными установками.
Ключевой поворот сюжета происходит, когда Мэверик, отстраненный от полетов адмиралом «Циклоном», в одиночку пролетает симуляцию миссии за рекордно короткое время, доказывая, что задание выполнимо. Это вынуждает командование назначить его лидером ударной группы. Во время миссии команда успешно уничтожает цель, но самолет Мэверика сбивают. Рустер, нарушая приказ, возвращается, чтобы спасти его, но его тоже сбивают.
Дальнейший твист заключается в том, что Мэверик и Рустер выживают и проникают на вражескую авиабазу, где угоняют старый истребитель F-14 Tomcat — самолет из первого фильма. Им удается взлететь и вступить в бой с двумя современными истребителями пятого поколения. В критический момент, когда у них заканчиваются боеприпасы, их спасает «Палач» (Hangman), который находился в резерве.
Концовка фильма показывает полное примирение Мэверика и Рустера. Они работают вместе над личным самолетом Мэверика P-51 Mustang. Рустер видит фотографию с успешной миссии, висящую рядом со старой фотографией его отца и молодого Мэверика, что символизирует замыкание круга и принятие прошлого. Мэверик наконец обретает мир, улетая в закат вместе с Пенни. Финал утверждает, что Мэверик не только выполнил миссию и искупил вину, но и нашел свое место в мире, передав наследие новому поколению и обретя личное счастье.