Сдав последние экзамены, четверо выпускников школы, среди которых влюбленные друг в друга Дима (Александр Збруев) и Галя (Людмила Марченко), едут отдохнуть и почувствовать себя взрослыми в Прибалтику. Старший брат Димы Виктор (Олег Ефремов), который уже успел зарекомендовать себя в качестве ученого, считает, что ребята ведут себя легкомысленно и неправильно относятся к жизни. Однако от этого они себя вести по-другому не начинают… Фильм «Мой младший брат» снят по повести Василия Аксенова «Звездный билет».
