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Nel 1916, un giovane Jiro Horikoshi desidera diventare pilota, ma la sua miopia glielo impedisce. Una notte sogna il suo idolo, il progettista italiano di aerei Giovanni Battista Caproni, che gli dice di non aver mai pilotato un aereo in vita sua e che costruire aerei è meglio che pilotarli. Sette anni dopo la fine della Prima Guerra Mondiale, Jiro sta viaggiando in treno per studiare ingegneria aeronautica all'Università Imperiale di Tokyo e incontra una giovane ragazza, Naoko Satomi, che viaggia con la sua cameriera. Quando all'improvviso si verifica il Grande terremoto del Kantō, la gamba della cameriera di Naoko si rompe e Jiro la porta dalla famiglia di Naoko, andando via senza dire il suo nome.

Nel 1925, Jiro si laurea con l'amico Kiro Honjo ed entrambi vengono assunti dal costruttore di aerei Mitsubishi, con l'incarico di progettare un aereo da combattimento, il Mitsubishi 1MF9, per l'esercito imperiale. Durante un test, l'aereo si rompe a mezz'aria e viene quindi scartato. Sconfortati per l'apparente arretratezza della tecnologia giapponese, Jiro e Honjo vengono inviati nella Repubblica di Weimar nel 1929 per svolgere ricerche tecniche e ottenere una licenza di produzione per un aereo Junkers G.38. Jiro sogna di nuovo Caproni, che gli dice che il mondo è migliore per la bellezza degli aerei, anche se l'umanità potrebbe utilizzarli per scopi terribili.

All'inizio del 1932, Jiro viene promosso capo progettista per un concorso di aerei da combattimento sponsorizzato dalla Marina Imperiale, ma il suo progetto, il Mitsubishi 1MF10, non supera i test nel 1933 e viene respinto. Deluso, si reca in una località estiva a Karuizawa per riposare, dove incontra nuovamente Naoko. Hans Castorp, un visitatore tedesco che critica privatamente il regime nazista, dice a Jiro, che intende visitare Dessau, che Hugo Junkers è nei guai per aver combattuto il nazismo. Allora è un buon posto dove non ci sono zanzare, non fa troppo caldo e c'è un buon crescione, un buon posto per dimenticare le cose brutte. Come Hans dice "L'erede è lo Zauderberg", Jiro sa cosa significa che La montagna incantata di Thomas Mann. La lista di Hans per dimenticare le cose brutte: La seconda guerra sino-giapponese, l'invasione giapponese della Manciuria, l'abbandono della Società delle Nazioni e il fatto che il mondo sia nemico di Jiro. Dice anche a Jiro che il Giappone esploderà, anche la Germania. Jiro chiede se la Germania entrerà di nuovo in guerra e Hans risponde "Sì. Devono essere fermati".

In seguito, Jiro chiede al padre di Naoko la sua benedizione per sposarla e i due si fidanzano. Tuttavia, Naoko ha la tubercolosi e vuole aspettare di guarire per sposarsi. Castorp assiste alla storia d'amore prima di fuggire all'arresto da parte della polizia segreta giapponese. Ricercato in relazione a Castorp, Jiro si nasconde a casa del suo supervisore mentre lavora a un nuovo progetto della Marina. In seguito a un'emorragia polmonare, Naoko si riprende in un sanatorio di montagna ma non riesce a sopportare la lontananza da Jiro e torna per sposarlo. Kayo, la sorella di Jiro, un medico, avverte Jiro che il suo matrimonio con Naoko finirà tragicamente perché la tubercolosi è incurabile. Sebbene la salute di Naoko si deteriori, lei e Jiro si divertono insieme.

Jiro parte per il volo di prova del suo nuovo prototipo di aereo, il Mitsubishi A5M. Sapendo che morirà presto, Naoko torna al sanatorio e lascia delle lettere per Jiro, la sua famiglia e i suoi amici. Sul luogo del test, Jiro viene distratto dal suo successo da una folata di vento, che suggerisce la scomparsa di Naoko. Nell'estate del 1945, dopo che il Giappone ha perso la Seconda Guerra Mondiale, Jiro sogna di nuovo Caproni, rammaricandosi che il suo aereo sia stato usato per la guerra. Caproni lo conforta dicendo che il sogno di Jiro di costruire bellissimi aerei è stato comunque realizzato. Appare Naoko, che incoraggia il marito a vivere la sua vita al massimo.