Талантливому учёному Андрею Гусарову на пути науки приходится преодолевать невероятно сложные препятствия. В тридцатые годы ХХ столетия его интеллектуальные способности оказываются невостребованными, а когда наступила война, мужчина вынужден был отправиться на фронт.

Однако после ряда храбрых сражений на передовой, ученого отзывают в тыл, чтобы он полностью мог посвятить себя разработке вооружения. Вскоре Гусаров решает удочерить маленькую осиротевшую девочку из блокадного Ленинграда.

Сюжет киноленты Иду искать основан на повести Большой старт, написанной журналистом Анатолием Аграновским в 1964 году. В своем произведении он обнародовал информацию о космических разработках, которая в то время считалась секретной.

Над сценарием работал Михаил Анчаров, а руководить процессом съемок поручили Игорю Добролюбову. Для режиссера фильм стал дебютной полнометражной работой. Главным консультантом съемочной группы был молодой научный деятель, а позже космонавт Виталий Севастьянов.

Окончательное название картины постановщик придумал уже непосредственно во время процесса создания ленты, когда Игорь Добролюбов проходил мимо детской площадки, где ребята выкрикивали считалочку, которая содержала фразу Я иду искать. Это напомнило кинематографисту о тонкостях процесса при запуске ракеты.