Freiburg in den 50er Jahren. Die Musiklehrerin Eva Kende (Elisabeth Müller) lebt mit ihren quirligen Zwillingen Peter und Paul (Jochen und Jürgen Hanke) in der Freiburger Künstlerpension "Melodia" in bescheidenen Verhältnissen. Sie ist unverheiratet und alleinerziehend und geht davon aus, dass der Vater der Jungen sie sitzen ließ. Mit zunehmendem Alter der Kinder wird es für Eva immer schwerer, ihren Fragen nach dem Vater auszuweichen, und schließlich zeigt sie ihnen ein Bild. Darauf ist ein Mann namens Alexander Brandtstetter vor seiner gleichnamigen Fabrik in Frankfurt/Main zu sehen. Zur selben Zeit gastiert der berühmte russische Chor der "Don Kosaken" unter Leitung Serge Jaroffs (spielt sich selbst) in Freiburg. Einige der Sänger werden in der Pension "Melodia" einquartiert, so auch der junge, begabte Mitja Burganoff (Dietmar Schönherr). Er verliebt sich auf den ersten Blick in Eva und ist hocherfreut, als er erfährt, dass diese zwar Mutter, aber ledig ist, zumal er sich mit den beiden Jungen hervorragend versteht. Als Eva nach einem Konzert der "Don Kosaken" auf der Straße stürzt und einige Tage im Krankenhaus verbringen muss, wittern die Jungen eine Chance, die Dinge nun selbst in die Hand zu nehmen und den Vater endlich kennenzulernen. Bei der Mutter am Krankenbett bedienen sie sich eines alten und beliebten Tricks - einer der Zwillinge gibt sich für beide aus, während der andere bei den "Don Kosaken" im Zug sitzt und auf dem Weg nach Frankfurt zu den Brandtstetter-Werken ist. Dort will man den Kleinen zunächst gar nicht zum Chef vorlassen, denn Karl Brandtstetter (Paul Hubschmid), der Firmenchef, kann sich nicht erinnern, Kinder zu haben. Doch schließlich klärt sich alles auf: Alexander, sein tödlich verunglückter Bruder, ist der Vater der Zwillinge, und er hatte nicht die Absicht, Eva sitzen zu lassen.

Die tragischen Umstände verhinderten ein Wiedersehen, und auch Alexanders Familie wusste deshalb nichts von den Kindern. Nun fühlt sich Karl natürlich für den Familienzuwachs verantwortlich, und dies nicht nur als lästige Pflicht, denn auch er unterliegt bei der ersten Begegnung sofort Evas bescheidener und liebevoller Art. Jetzt muss sich die Musiklehrerin zwischen zwei Männern, die beide auch wundervolle Väter wären, entscheiden...