Овчарка по кличке Пальма вынужденно расстается с хозяином: тот улетает заграницу, а верную собаку не берут на рейс и оставляют прямо на летном поле. Пальма прячется в аэропорту и каждый день встречает самолеты в надежде, что хозяин вернулся. Но время идет…

9-летний Коля — тоже новенький в аэропорту: он потерял маму и переехал к отцу-пилоту, которого почти не знает. Пальма становится для мальчика родственной душой и лучшим другом. А отцу Коли, летчику Лазареву, предстоит заслужить доверие и любовь сына, сделав нелегкий выбор между карьерой и семьей. И найти способ не разлучить друзей, когда за Пальмой однажды возвращается хозяин.  

Приключенческая драма «Пальма» основана на событиях, описанных в статье Юрия Роста «Два года ждёт», вышедшей на страницах газеты «Комсомольская правда» в 1976 году: оставленная в аэропорту «Внуково» собака несколько лет ждала возвращения хозяина, встречая каждый приземляющийся ИЛ-18, на котором он когда-то улетел.

В фильме «Пальма» публикация «Комсомольской правды» выходит не под оригинальным названием, а под заголовком «На привязи у взлетной полосы» — как оммаж создателям одноименного телефильма 1989 года, которые первыми рассказали историю Пальмы.