События фильма разворачиваются в июле 1941 года. Великая Отечественная война бушует на Украине. В небольшом городке, уже оккупированном врагом, живет мальчик Валя Котик, пионер и юный партизан. Вместе со своими старшими товарищами Валя создает свой вклад в великое дело Победы. За смелость, отвагу и неравнодушие солдаты прозвали Валю «Орленок». Однажды Орленок, выполняя важное задание, попал в окружение к фашистам.
Батальон, в котором служит советский офицер Михаил (Юрий Каморный), останавливается отдохнуть в освобожденном польском селе. Здесь Михаил знакомится с девушкой по имени Зося (Пола Ракса), дочерью хозяйки квартиры, в которой он остановился. Девушка настолько хороша собой, что герой одноименного фильма влюбляется в нее буквально с первого взгляда. Зося, кажется, отвечает ему взаимностью. Меж тем война уже подошла к концу, и Михаил надеется на совместное будущее со своей возлюбленной.
События фильма развиваются в конце Великой Отечественной войны. Эвакуированные из Ленинграда друзья Петя и Ильгиз мечтают о настоящих подвигах, а пока их нет, ищут приключения сами. Петя знакомится с двумя солдатами, которые ухаживают за его старшей сестрой Мариной. Первый — морской пехотинец Малахитов, а второй — ветеран второго ранга Мамочко, который быстро находит общий язык с шустрым мальчишкой. Именно ему Петя рассказывает о кладе, который он нашел вместе со своим другом, не подозревая еще, что делится тайной с диверсантом. «Мраморный дом» — детский приключенческий фильм по сценарию Василия Аксенова.