Действие картины разворачивается в конце 1940-х годов. Летчик-испытатель Алексей Колчин поднимается в небо на первом советском реактивном самолете. После успешного испытания Колчин продолжает совершенствовать самолет, но во время очередного испытательного полета погибает. Товарищ и коллега Алексея, Сергей Шаров, считает своим долгом разобраться в причинах неполадки и довести истребитель до совершенства.
«Им покоряется небо» – третья режиссерская работа Татьяны Лиозновой. Имя выпускницы ВГИКа уже было известно зрителям благодаря фильмам «Память сердца» (1958) и «Евдокия» (1961).
Фильм основан на реальных событиях. Сюжет базируется на истории создания первого советского турбореактивного истребителя МиГ-9. Специально для съемок настоящий истребитель (к слову, последний сохранившийся на территории СССР) был восстановлен до рабочего состояния.
Съемки картины проходили в подмосковном поселке городского типа Монино. В кадре можно увидеть различные места в поселке, летные ангары и аэродромы. Также в музее поселка Монино находится тот самый МиГ-9.
В 1963 году фильм стал лауреатом I степени Международного кинофестиваля фильмов об авиации и аэронавтике в Довиле (Франция).
Алексей Колчин стал первым лётчиком-испытателем, которому поручили взлететь на реактивном самолёте, чтобы указать на его возможные недостатки. Первые полёты прошли нормально, однако усовершенствование двигателя привело к смерти Колчина. Вторая попытка достается его другу Сергею Шарову.
