Основными персонажами произведения являются братья Денисовы, Виктор и Дмитрий, представленные писателем в образах молодых людей, полностью противоположных по характеру.
Виктор, ведущий повествование в романе, описывается в качестве молодого человека 28 лет, живущего по строго установленным правилам, работающего в большом научном учреждении и занимающего кандидатской диссертацией, работа над которой ведется мужчиной в основном в ночное время, когда в окне наблюдается звездное небо в виде прямоугольника в виде железнодорожного билета.
Димка представляется автором в образе семнадцатилетнего юноши, не признающего никаких авторитетов, протестующего в отношении устоявшихся традиций и раздражающегося от родительских увещеваний и одевающего в виде стиляги.
Пытаясь обрести самостоятельность и избавление от опеки взрослых, Димка в компании друзей Алика Крамера, Юрия Попова и Гали Бодровой отправляется в Прибалтику, где молодые люди довольно скоро начинают испытывать денежные проблемы. В поисках финансов друзья занимаются ловлей рыбы, пишут газетные заметки, играют в карточные игры на деньги и даже грузят мебель в магазине, но все их попытки оказываются ничтожными. В результате ребята останавливаются в рыболовецком колхозе, поселившись в небольшой общаге. Приключения друзей оказываются большим жизненным опытом для каждого из них, включая неудачи Димки на личном фронте в виде покинувшей его Галины, которая из-за театральной карьеры увлекается актером Григорием Долговым.
В этом время перед Виктором, работающим над диссертацией, встает сложный нравственный выбор в необходимости оглашения ошибочности нескольких положений, сделанных его научным подразделением. При этом молодой человек придерживается мнения о важности точности научных данных, несравнимой с учеными степенями.
В отпускной период Виктор навещает повзрослевшего и возмужавшего брата в рыболовецком колхозе, однако при возвращении в Москву погибает в автомобильной аварии. Похоронив старшего брата, Димка навещает их старый, родительский дом, в котором, облокотившись по любимой привычке Виктора на подоконник, любуется ночным небом, видя на нем, как и брат, билет из звезд.
Образы персонажей романа изображают представителей шестидесятых годов двадцатого века, передавая настроение и взгляды молодого поколения того периода времени.
