Isaura Martins Pereira, uma jovem sonhadora do interior, mora na casa dos pais, Olga (Bete Mendes) e Delmiro (Sebastião Vasconcelos). Seu pai trabalha na construção da siderúrgica de Volta Redonda, que, na época, torna-se área de segurança nacional. A família é composta, ainda, por Felipe (Marco Ricca), irmão de Olga. Tio de Isaura e seu principal incentivador, ele participou em sua juventude da Ação Integralista e, em função disso, é investigado como suposto colaborador de uma rede de espionagem nazista. Acredita-se que Felipe transmita códigos cifrados através de um sinal de rádio, captado pela contraespionagem do exército brasileiro. O fato de ter sido preso e fichado na polícia, ainda em 1938, aumenta as suspeitas dos militares contra ele.Para desvendar o caso, chegam a Roseiral tropas sob o comando do capitão Hélio, um militar íntegro e patriota. Na mesma época, está aberto um concurso para eleger a melhor voz entre cantores amadores do local. Isaura, que sempre se destacou no coral da igreja, vê no concurso, conhecido por “peneira”, a chance de ganhar visibilidade e realizar o sonho de cantar nas rádios, mudando-se para a capital federal. Felipe consegue inscrever a sobrinha no concurso e a leva para cantar na cidade vizinha, Volta Redonda. Durante o evento, porém, Felipe percebe que está sendo seguido e foge. Na hora em que Isaura sobe ao palco para cantar, o capitão Hélio se apaixona por ela à primeira vista. Isaura é a grande vencedora da noite. Assim que chega a sua casa, Felipe tem a residência cercada por militares e acaba preso. Hélio impede que Isaura entre em sua própria casa, e é assim que os dois se conhecem, entre os horrores do Estado Novo e da guerra. Embora cumprindo seu dever, Hélio acredita na inocência de Felipe, em função da luta de Isaura, e passa a ajudá-la na tentativa de provar a inocência do tio. (Continua..)

No decorrer da trama, é descoberto o envolvimento dos vizinhos de Isaura nas transmissões espiãs captadas pelo Exército, e o próprio Hélio se oferece para testemunhar a favor de Felipe. Antes disso, porém, com a transferência de Felipe para um presídio na capital, Isaura e Hélio se mudam para o Rio de Janeiro. A paixão entre eles só aumenta, mas há um empecilho: Hélio está noivo e de casamento marcado com Beatriz (Flávia Alessandra), filha de uma importante família da capital.

Isaura se afasta do militar e, dividindo seu tempo entre as visitas ao tio e a busca por uma oportunidade no rádio, acaba conhecendo Mário Lopes, um músico apresentador do programa Piano na Noite, da fictícia Rádio Carioca. Ao se envolver com ele, Isaura entra para o mundo da música, cantando para alguns de seus amigos e, em seguida, no clube noturno Havana, onde Mário também trabalhava.

Ela assume, então, o nome artístico de Isa Galvão e passa a cantar na famosa Rádio Carioca, com a ajuda de Mário, Armando (Odilon Wagner) e sua amante Velma (Ângela Vieira), uma ex-vedete do Cassino da Urca.

Ao ver-se distante de Hélio e imaginando que ele já estaria casado, Isa se envolve ainda mais com Mário, com quem tem a música como forte ligação. Mesmo assim, ela não esquece seu grande amor pelo militar.

Passado algum tempo, Hélio reaparece declarando seu amor por Isa e dizendo que havia desfeito seu matrimônio. Ele a pede em casamento, e ela aceita. Os dois resolvem morar juntos na casa de Hélio, sob a companhia da mãe dele, Glória (Nicette Bruno), que, todavia, antipatiza com a nora.

Quando o Brasil se envolve diretamente na Segunda Guerra, Hélio é enviado para a Itália. Isa decide acompanhá-lo, servindo como enfermeira nos campos de batalha. (Continua..)

Os personagens embarcam com a Força Expedicionária Brasileira (FEB) e vivenciam os mais violentos episódios.De volta ao Brasil, após o fim da guerra, o relacionamento entre Isa e Hélio entra em crise, depois que ele se vê sexualmente impotente, traumatizado com o conflito. Glória continua a interferir na relação do filho com a esposa, e ele cede, pedindo a Isa que o deixe viver sozinho a humilhante impotência e aconselhando-a a mudar-se para a casa de um tio. Ela se nega a sair, afirmando que o ama demais para deixá-lo. Hélio, então, pede que Isa faça isso por ele. E ela aceita.Isa sai de casa e torna a procurar a Rádio Carioca, retomando seu sucesso anterior. Ela volta a conviver com Mário, mas sem se deixar envolver por ele, visto que continuava casada. Algum tempo depois, Hélio reencontra Isa e afirma acompanhar seu sucesso de longe. Ela diz o mesmo, já que Hélio se tornou major e um dos homens de confiança do presidente. No reencontro, o militar afirma que, algum tempo depois de ela ter saído de casa, ele se viu curado. Apesar disso, não a procurou por não querer atrapalhar a vida dela. Isa reafirma sua posição de mulher casada e revela que não se envolveu com ninguém. Hélio, no entanto, está de malas prontas para viajar, para servir como adido militar em uma base nos EUA. Isa sente ciúmes de uma amiga que o acompanha.Hélio, no entanto, acaba desistindo da viagem e opta por ficar com Isa. Mário reafirma seu amor pela cantora e revela sua disposição de esperá-la, mas ela segue seu coração. Isa e o major viajam juntos de barco, rumo a um futuro, desta vez, comum.