Сюжет «Степного солнца» прост. Приморский город посылает в деревню колонны грузовиков для помощи в уборке урожая. Вместе с отцом — шофером Емельяновым — едет и герой повести школьник Сережа, которому в путешествии раскрывается поэзия социалистического труда. Мальчик попадает в водоворот неожиданных событий, чудесных приключений, становится участником трудовой страды, когда жизнь идет «стремительно и отважно, как на войне».

П. Павленко тщательно отбирает характерные, устоявшиеся черты нового быта колхозной деревни и рисует их на страницах повести. Степь живет по-новому, энергической, деятельной жизнью. Днем и ночью работают комбайны, колхозники жгут костры, готовят инвентарь, подсчитывают выработку. Заблудившись в степи, в поисках отца Сережа теряется среди множества занятых деловых людей, заполонивших эту степь. «Сергей побежал на ближайший огонь. Это оказался костер пастухов. Он повернул вправо. Где-то тут стояли бачки с горючим… а за бачками должны были стоять вагончики на колесах, но ничего этого он не мог найти. В одном месте при свете «летучей мыши» шоферы латали камеры, в другом при свете электрического фонаря Наталья Ивановна беседовала с лобогрейщиками… «Да это же где-то здесь, рядом, совсем, совсем рядом», — терзался Сережа и снова наугад несся в темноту, потеряв последнюю надежду разыскать отца в этой удивительной ночной толчее». Степь полна людьми — здесь трактористы и комбайнеры, и пионеры, собирающие колоски на полях, чтобы ни грамма зерна не пропадало, здесь горожане, приехавшие на помощь селу, библиотекари и бригады артистов, дающие свои концерты прямо на стану, в поле.

Степной пейзаж у Павленко тесно связан с индустриальным трудом советского человека.

Восторгом наполняется сердце Сережи, когда он попадает на комбайн, который ему кажется величественным степным кораблем. Вместе с ним мальчуган движется среди моря хлебов. «Держась за сырые поручни, Сергей осторожно прошел к штурвалу. Трактор и комбайн, трясясь и покачиваясь, валили в глубину мрака, лишь с самого края скупо освещенного лампами. Стоять на мостике было замечательно… Дрожь неясного восторга заставила Сергея поежиться. Ах, как тут было интересно, жутко и удивительно!» Маленький герой повести испытывал в этот миг большие волнующие чувства и восхищения, и романтического преклонения перед могуществом советского человека, управляющего чудесной машиной, подчиняющего себе необозримую степь с ее густой стеной хлебов. «Вот так бы и стоять сутками и, не отрываясь, по-хозяйски оглядывать степь», — мечтает Сережа, с капитанского мостика вглядываясь во тьму, отступающую перед комбайном.

Но не один только Сережа испытывает подобное волнение. Старый полевод, который видит этот коллективный труд из года в год, волнуется не меньше мальчугана, впервые попавшего на уборку урожая.

Герои П. Павленко влюблены в науку, в машины, в сельскую индустрию, которые прочно вошли в быт колхозов, переделывая степной пейзаж.

Сочно, ярко описывает он пасеку, находящуюся на попечении скромной колхозницы тети Саши. Пасечница любит и знает повадки и жизнь пчел. К своему опыту тетя Саша добавляет знания, полученные и на специальных курсах и из книг. У нее оборудована своя маленькая лаборатория, где пасечница экспериментирует, ищет способы получения новых сортов меда. Тетя Саша видит свое любимое дело сказочно прекрасным. Вся ее работа проникнута поэзией, тесно связанной с красотой природы. О пчелах она шутливо говорит народной присказкой: «Во темной темнице сидят красны девицы; без нитки, без спицы вяжут вязеницы». Тетя Саша, добившаяся особенно ароматных и целебных сортов меда, поясняет мальчику: в медовых запахах «вся степь наша, весь майский цвет ее, вся радость. У нас весной, сынок, сама иной раз пчелой захочешь быть. Как зацветут сливы, да вишни, да яблони, так с песней встаешь, с песней спать ложишься». Пасечница не только любуется красотой природы, которую умеет так тонко чувствовать, но и стремится проникнуть в ее тайны. Наука помогает ей расширять свое видение, понимание окружающего ее мира. Простая, скромная тетя Саша раскрывается в повести, как натура творческая, действенная, умеющая смело мечтать. Мечты ее тесно связаны с реальной жизнью. Тетя Саша любит природу родного края не только такой, какой ее видит, но и какой она станет в ближайшие годы. «У нас, сынок, под степью богатые подземные реки текут, а наверху сухо, душно, неприглядно. А как мы их из-под земли-то достанем да заставим на себя работать, так от нас и в рай не захочешь».

Мечты тети Саши теснейшим образом связаны с ее повседневным трудом, им порождены, в нем и найдут свое осуществление. «Вот зимой поеду я на курсы подземной воды, — нам лектор из области про нее рассказывал, — говорит пасечница Сереже, — на пчеловода я давно уже сдала, теперь меня за сердце вода эта невидимая взяла, и думаю о ней — вот захватила же, окаянная!»

В героях повести — водителях автомашин, трактористах, комбайнерах, в пасечницах, полеводах и многих других — Павленко раскрывает поэзию колхозного труда.

Маленькому Сереже в его путешествии по степным колхозам открывается большой героический мир взрослых во всей его красоте и величии. Мальчуган и сам становится участником важных событий, постепенно растет и мужает, пробует силы в деле, проверяет себя в малых и больших испытаниях.

Сережа сразу улавливает основное в своих новых друзьях — колхозных пионерах, с которыми ему приходится встретиться в путешествии по степи, — все они являются равноправными членами большого трудового коллектива. «В своем родном городе Сергей только издали присматривался к жизни взрослых, ведя свою особую, маленькую, а тут для всех была одна жизнь, и ребята здесь были хозяевами наравне со взрослыми».

С благородной завистью Сергей видит, как комсорг Семенов всерьез советуется о делах в районе с пионерами Яшкой Бабенчиковым и Зинкой Чумаковой: «Как они все тут хорошо разговаривают друг с другом, — подумалось Сереже, — будто все они взрослые и все одинаково понимают дело». И ему тоже хочется «понимать дело», стать нужным, полезным, чтобы о нем говорили взрослые с таким же уважением, как говорят о пионере Бабенчикове.

Сережа видит, что завоевать уважение окружающих, сделаться полезным членом коллектива можно лишь умелым и упорным трудом. Этому он учится и у взрослых, и у своих сверстников. В колхозной степи мальчик проходит настоящую жизненную школу. Он видит, как труд возвышает человека, делает его любимым всеми, уважаемым, знатным. Очень тонко раскрывая психологию ребенка, П. Павленко рисует процесс внутреннего формирования юного советского человека в тот период истории нашей страны, когда человеческий труд уже стал делом чести, доблести и геройства. Характерно, что ребята в повести П. Павленко гордятся своим участием в общей борьбе за урожай, общественной значимостью своего труда. Ровесница Сережи Зинка, обладательница тоненького голоска, «с короткими, торчащими, как перья лука, косичками», полна чувства собственного достоинства. Она, хотя и с внешней небрежностью, но конечно чтобы подчеркнуть обычность того, о чем рассказывает, заявляет Сереже: «…хата вся чисто на мне: и с курами я, и с готовкой я… а тут еще черкасовское движение подоспело… а тут еще пионерская организация, будьте любезны, на уборку колосков вызывает! Прямо не знаю, как и управиться! И Сережа скоро воочию убеждается, что рассказ Зинки — это не пустое бахвальство, что за ее словами стоят настоящие, серьезные дела. Он видит, как умело и споро работает Зинка в поле.

Сережа в коллективе учится любить труд, нести ответственность за порученное ему дело. Он работает целый день в колхозном саду бригадиром по сборке плодов. Под его началом оказываются приехавшие из города школьницы — семь насмешливых, «нарядных, голосистых и очень деловитых девочек в светлых платьицах, с бантами в косичках». Наслаждение от этой обшей спорой и веселой работы наполняет его душу, хотя Сережа делает вид, что «он человек строгий». Все это П. Павленко показывает с чудесным юмором, с необычайно тонким проникновением в душу мальчика. В конце повести, в драматический момент, когда черный буран грозит на ссыпном пункте поднять в воздух все зерно, Сережа героически бросается вместе со всеми спасать урожай и проявляет себя настоящим мужественным человеком. Он показывает, где взять брезент, чтобы укрыть зерно от суховея, умно и дельно распоряжается этой операцией. Поступок Сережи влился в общую борьбу с суховеем и остался незамеченным, так как в эту минуту было совсем неважно, кто и что именно сделал — было важно спасти зерно. Но мальчик внутренне вырос в этом испытании, ибо понял, на что он сам способен. С радостным и гордым удивлением секретарь райкома говорит о Сереже его отцу: «Смотри, пожалуйста, какой замечательный большевичок растет…» Андрей Емельянов гордится своим сыном.