Сериал "Катюша" отсылает зрителей к событиям Великой Отечественной Войны. В центре повествования – события из жизни командира одной из диверсионных групп. Егор Петров, майор разведки, во время исполнения особо секретной миссии был тяжело ранен, из-за чего теперь ничего не помнит о случившемся и находится в состоянии посттравматического шока. Правда, на задание мужчина направлялся вместе с разведывательной группой, но почему-то вернулся домой один. Петров после небольшого курса восстановления назначается членом командующего состава санитарного подразделения. Главный персонаж теперь будет работать с собаками и их инструкторами. Появление нового человека начинает напрягать нервы действующего капитана, Екатерины Голиковой. У неё есть определённые причины воспринимать Петрова в штыки и считать его лишним человеком в отряде.