Сергей — выпускник горного университета, который еще до войны должен был отправиться в экспедицию на Урал, чтобы принять участие в разработке одного из перспективных алмазных месторождений региона. Однако военное лихолетье больше чем на 5 лет нарушило планы нашего героя. После окончания советско-немецкого противостояния начался долгий процесс восстановления, вопрос о разработке алмазных месторождений снова стал актуален. Навыки Сергея оказались востребованными и он, наконец, отправляется на Урал.

Несмотря на то, что парень только что вернулся с фронта, он твердо уверен, что станет автором эпохального открытия. Коллеги и близкие нашего героя не разделяют его мнения. Другие геологи только насмехаются над Сергеем, а его невеста Варя совсем не хочет отправляться в таежную глушь ради призрачных надежд своего возлюбленного. Однако Сергей упрямо следует мечте и к удивлению окружающих обнаруживает богатейшие залежи алмазов там, где их никто не надеялся найти.

Постановщик Иван Правов еще до войны добился признания благодаря своим масштабным кинополотнам Тихий Дон и Степан Разин. Фильм Алмазы стал его первой послевоенной работой. В основу сюжета легла книга Николая Асанова. Для театрального актера Всеволода Санаева роль в Алмазах стала своего рода отдушиной — в театре актера недолюбливали и главных ролей он не получал.