Cả ba cô gái yêu thương và gắn bó với nhau như chị em. Phần cuối truyện, tác giả tập trung miêu tả hành động và tâm trạng của các nhân vật, chủ yếu là Phương Định. Trong một lần phá bom, cô bị thương, cô được sự săn sóc chu đáo của hai đồng đội.
Những ngôi sao xa xôi là một trong số những tác phẩm đầu tay của Lê Minh Khuê, viết vào năm 1971, lúc cuộc kháng chiến chống Mĩ đang diễn ra ác liệt.
Truyện cho thấy tâm hồn trong sáng, lòng dũng cảm, sự hồn nhiên và cuộc sống chiến đậu nhiều gian khổ, hi sinh nhưng vẫn lạc quan của các nhân vật nữ thanh niên xung phong. Đặc biệt, nhân vật Phương Định được tác giả miêu tả chân thực, sinh động bằng nhiều thủ pháp nghệ thuật độc đáo.
Vào chiến trường được ba năm, đã quen với những thử thách và nguy hiểm, giáp mặt hàng ngày với cái chết, nhưng Phương Định vẫn không đánh mất sự hồn nhiên, trong sáng và những ước mơ về tương lai. Nét cá tính ở nhân vật được thể hiện khá rõ là sự nhạy cảm, hay mơ mộng và sở thích ưa ca hát.
Cũng giống như hai người bạn trong tổ trinh sát, Phương Định yêu mến các đồng đội trong tổ và cả đơn vị mình. Hơn nữa cô cũng mến yêu và cảm phục những người chiến sĩ mà cô gặp hàng đêm trên trọng điểm con đường vào mặt trận.
Trong phần đầu truyện, Phương Định hiện lên là một cô gái nhạy cảm và quan tâm đến hình thức của mình. Hai bím tóc dày, tương đối mềm, một cái cổ cao, kiêu hãnh như đài hoa kèn. Còn đôi mắt thì các anh lái xe bảo: “Cô có cái nhìn sao mà xa xăm!”. Phương Định biết mình được nhiều người, nhất là các anh lính để ý và có thiện cảm. Điều đó làm cô thấy vui và tự hào, nhưng chưa dành riêng tình cảm cho một ai. Nhạy cảm, nhưng cô lại không hay biểu lộ tình cảm của mình, luôn tỏ ra kín đáo trước đám đông, tưởng như là kiêu kì.
Ở đoạn hồi tưởng của nhân vật về tuổi học trò, tác giả làm nổi rõ nét tính cách hồn nhiên, vô tư, một chút tinh nghịch và mơ mộng của một thiếu nữ. Chẳng hạn, chỉ một trận mưa đá vụt qua cũng đánh thức ở nhân vật này rất nhiều kỉ niệm và nỗi nhớ về thành phố quê hương, gia đình và tuổi thơ thanh bình của mình.
Tâm lí nhân vật Phương Định trong một lần phá bom được miêu tả rất cụ thể, tinh tế đến từng cảm giác, ý nghĩ, dù chỉ thoáng qua trong giây lát. Mặc dù rất quen công việc nguy hiểm này, nhưng mỗi lần vẫn là một thử thách đối với thần kinh. Ở bên quả bom, kề sát với cái chết im lìm và bất ngờ, từng cảm giác của con người như cũng trở nên sắc nhọn hơn. Thỉnh thoảng lưỡi xẻng chạm vào quả bom. Một tiếng động sắc đến gai người, cứa vào da thịt tôi. Tồi rùng mình và bỗng thấy tại sao mình làm quá chậm. Nhanh lên một tí vỏ quả bom nóng. Một dấu hiệu chẳng lành. Tiếp đó là cảm giác căng thẳng chờ đợi tiếng nổ của quả bom.
Tóm lại, ngòi bút của Lê Minh Khuê đã miêu tả sinh động, chân thực tâm lí nhân vật, làm thể hiện một thế giới nội tâm phong phú. Cách nhìn và thể hiện con người thiên về cái đẹp, sự trong sáng, cao thượng.
Viết về cuộc sông yà chiến đấu của những cô gái thanh niên xung phong trên một cao điểm ở tuyến Trường Sơn trong những năm chiến tranh chống Mĩ cứu nước, Những ngôi sao xa xôi đã làm nổi bật tâm hồn trong sáng, giàu mơ mộng, tinh thần dũng cảm, cuộc sống chiến đấu đầy gian khổ, hi sinh nhưng rất hồn nhiên, lạc quan của họ. Đó chính là hình ảnh đẹp, tiêu biểu về thế hệ trẻ Việt Nam trống thời kì kháng chiến chống Mĩ.