Die Handlung spielt in der Salem-Schule, einem alten Internat, das von einem strengen Rektor geleitet wird. Die Schüler, darunter auch der junge Jonathan, verbringen ihre Freizeit am liebsten im Wald, wo sie in einer Art Baumhaus namens „Das fliegende Klassenzimmer“ ihre eigenen Regeln aufstellen und Abenteuer erleben. Eines Tages bekommt die Schule Besuch von einem ehemaligen Schüler namens Martin Thaler, der sich als Schriftsteller ausgibt. Er wird von den Schülern mit gemischten Gefühlen empfangen, da er sich als unzuverlässig und selbstverliebt erweist.
Währenddessen bereiten die Schüler gemeinsam mit ihrem Lehrer Dr. Johann Bökh (gespielt von Joachim Fuchsberger) das Weihnachtsfest vor. Dabei kommt es zu Konflikten zwischen den verschiedenen Gruppen innerhalb der Klasse, die aber durch gemeinsame Aktivitäten wie das Üben von Liedern und Gedichten und die Suche nach einem Weihnachtsbaum überwunden werden.
Der Höhepunkt des Films ist das Weihnachtsfest, bei dem die Schüler eine beeindruckende Feier auf die Beine stellen. Martin Thaler hat schließlich eine Idee, wie er den Schülern helfen kann, das Weihnachtsfest zu einem unvergesslichen Erlebnis zu machen. Er steigt in einer fliegenden Kiste, die er gemeinsam mit Jonathan gebaut hat, vom Himmel herab und verteilt Geschenke an die Schüler.
Der Film steht sowohl im Kontext der 70er Jahre als auch im Kontext der deutschen Nachkriegszeit. Er greift Themen wie Freundschaft, Solidarität und das Verhältnis zwischen Lehrern und Schülern auf. Er setzt sich aber auch kritisch mit traditionellen Erziehungsmethoden und autoritären Strukturen auseinander. Der Film zeigt, dass Selbstbestimmung, Kreativität und Zusammenhalt wichtige Faktoren für das Lernen und persönliche Entwicklung sind.
Das fliegende Klassenzimmer ist bis heute ein Klassiker des deutschen Kinder- und Jugendfilms und hat viele Zuschauer begeistert. Die besondere Mischung aus liebevoll gestalteten Figuren, Dialogen und Musik, spannenden Abenteuern und einigen nachdenklichen Momenten machen den Film zu einem zeitlosen Werk, das auch heute noch zahlreiche Fans hat.