Фильм состоит из двух частей. Первая часть полна бытовых драм: бортинженер Скворцов (Леонид Филатов) запутался в своих любовницах, одна из которых внучка друга командира экипажа (Георгий Жженов). Бывший член экипажа Ненароков (Анатолий Васильев) разводится с женой, страдает и возвращается обратно в команду на место второго пилота. У командира тоже проблемы — здоровье ухудшилось и скоро его могут отстранить от полетов, к тому же, дочь беременна, но замуж не собирается. Во второй части команде предстоит сложный рейс в терпящий бедствие город нефтяников. Приземлившись в месте назначения, экипаж попадает в чудовищную ситуацию — все вокруг рушится, взрывается, горит. Им предстоит совершить настоящий подвиг.
34-й скорый поезд следует по маршруту Москва-Элекмонар. Во время движения в вагоне проводницы обнаруживают трех безбилетных пассажиров. Начальник поезда высаживает безбилетников, один из которых оставляет в вагоне зажженную сигарету. Это провоцирует пожар, который замечают на опасном участке дороги. Когда ситуация кажется взятой под контроль и горящий вагон отцеплен, происходит страшное. Из-за пассажира-спекулянта, спасающего свой чемодан, горящий вагон трогается с места и начинает двигаться под уклон, цепляя за собой весь состав вместе с пассажирами.
К советским разведчикам поступает информация о готовящейся диверсии. Личности немецких шпионов, входящих в разведорган «Сатурн», вычислены, и теперь разведчикам предстоит предотвратить диверсию. Для этого они организовывают радиоигру с противником, в которой разыгрывается передача фальшивых донесений. Немецкие шпионы покупаются на уловку и заходят в тупик. В основу фильма «Конец «Сатурна» легли реальные события, в которых принимал участие советский контрразведчик Григорий Григоренко.