从美国留学归来的神经外科医学博士沈知鱼，在母亲的要求下来到了江平市第一医院，医院派住院医生叶如琴前往机场迎接。同一天，国道发生车祸，第一医院的病人突然间增多，在神经外科副主任马培德和院长兼神经外科主任叶南山的镇定指挥下，所有的病人都得到了妥善的处理。沈知鱼上班第一天，神经外科收治了一个病人，沈知鱼和马培德对病情的判断出现了分歧。结果证明沈知鱼的判断是正确的，这让医院的工作人员对沈知鱼刮目相看。13床的病人小玉是院长叶南山的病人，因为肿瘤巨大，第一医院从来没有做过，叶南山犹豫不定，马培德建议让病人转院。沈知鱼从小玉的父亲口中得知转院就意味着小玉的死亡，他说服院长将这个病人留了下来，由他为小玉实施手术。沈知鱼的这两次行为使得马培德感觉到了前所未有的威胁。公交车司机田大宇和刑警队警察郝敏正在筹备婚礼。这天郝敏在田大宇驾驶的公交车上逮住了一个小偷，小偷交出的钱包中有一个是沈知鱼的。马培德对叶如琴一往情深，他们的关系也得到了叶父（叶南山）的鼓励。但叶如琴在和沈知鱼的共事过程中芳心暗许，这更让马培德感觉很不愉快，他决定找沈知鱼好好谈谈。

马培德提醒沈知鱼，医院正处于三甲评审的关键时期，建议沈知鱼谨慎从事。但沈知鱼不为所动。小玉的手术取得了极大的成功，沈知鱼赢得了全社会的关注，市电视台的记者来采访他，马培德更加郁闷。郝敏联系钱包的主人，打电话给沈知鱼时沈正在一家饭馆，因无钱付账而倍感窘迫，他要求郝敏马上将钱包送到饭馆。郝敏非常奇怪，但还是答应了他。田大宇开车时差点撞上行人，结婚前他决定检查一下身体，接待他的是院长叶南山，叶南山告诉他要做一个很简单的手术，切除他脑子里的一个小肿瘤。在叶南山家的聚会上，看到叶如琴对沈知鱼亲热有加，马培德终于控制不住，表示了自己的不满，这让沈知鱼和叶如琴非常尴尬。叶南山批评了马培德，并向沈知鱼暗示叶如琴和马培德的特殊关系。田大宇在母亲的陪同下来医院做手术。受媒体的影响，田母为田大宇改挂了沈知鱼的号。郝敏在田母的授意下给主治大夫送礼，没想到主治大夫竟是沈知鱼。马培德发现给田大宇做手术的是沈知鱼，他以为沈知鱼又一次抢夺了院长的病人。

田大宇的手术很简单，手术过程中沈知鱼让叶如琴主刀，这对住院医生来讲是一个难得的机会，叶如琴兴奋不已。马培德在叶南山面前批评沈知鱼的做法，但叶南山大度地表示一点都不介意。田大宇的手术顺利完成，叶如琴请沈知鱼吃饭。饭后散步时叶如琴告诉沈知鱼，自己其实是叶南山抱养的，她小时侯患过一种病，是叶南山亲手给她治好的。沈知鱼看叶如琴手术后留下的痕迹，被开车经过的马培德撞见，马误以为两人在拥抱接吻，顿时妒火中烧。院长叶南山打算卸下神外主任一职，由马培德接任，但院委会提名沈知鱼。叶南山找马培德谈话，马培德表面上说不介意，但内心里准备采取行动了。田大宇手术后忌盐，马培德为了让沈知鱼的手术打点折扣，偷偷更换了田大宇的术后用药，将一瓶葡萄糖注射液换成了一瓶氯化钠注射液。当晚值班护士是杜娟，杜娟是一个五岁孩子的单身母亲，她的孩子丁丁患有先天性脑干动脉畸形。

田大宇病危，郝敏痛不欲生，沈知鱼苦苦寻找原因所在，马培德非常后悔，却又没有勇气为自己的行为负责。沈知鱼提出一个非常冒险的抢救方案，马培德积极支持。但方案还没来得及实施，田大宇已经死亡。所有的人都傻眼了。院方准备低调处理此次事故。护士长杜娟在清理田大宇术后用药的时候惊奇地发现其中有一瓶竟然是盐水。她回想起当晚的情形，醒悟肇事者为马培德。沈知鱼到刑警队向郝敏道歉，被郝敏和她的同事轰了出来。

马培德向杜娟承认了自己的过错，同时哭诉自沈知鱼来第一医院后的种种失落，以及自己对第一医院的感情。杜娟本来就对马培德一直存有好感，受马的影响，在向院办移交田大宇术后用药的时候，她藏起了那个装过盐水的瓶子。此后沈知鱼在医院的地位一落千丈。为平息事端，叶南山又停止了沈知鱼的手术权。痛失未婚夫，郝敏也无法正常工作。田大宇的哥哥田大斌自外地回到江平，得知弟弟的遭遇后，他怀揣木棒来到医院，将沈知鱼打伤。杜娟目睹沈知鱼受伤，心中非常矛盾。郝敏将田大斌铐了起来。为了稳住杜娟，马培德从丁丁入手，开始对杜娟展开情感攻势。郝敏到刑警队请求队长高奔放了田大斌，高奔告诉她田大斌已经回家，因为被打的沈知鱼并没有起诉。郝敏很感奇怪。叶如琴眼看沈知鱼一天天堕落，有心帮他却力不从心。

叶如琴主动向马培德说明田大宇的手术是由她动的刀，想以此替沈知鱼开脱，马培德告诉她什么责任也承担不了。在马培德一波又一波地进攻下，杜娟切实感觉到一个男人对于她和丁丁的重要性，她开始心动，终于在医疗事故鉴定委员会的调查中隐瞒了事实真相，马培德躲过一劫。为了散心，叶如琴陪着沈知鱼来到了乡下，见到了沈母王佩琴。沈母以为两人在谈恋爱。为感谢杜娟，马培德于半夜来到了杜娟的家里，向杜娟表达了结婚的意思，但杜娟短时间内还无法接受。叶南山让马培德恢复沈知鱼的手术权，马培德再次感到失落。沈知鱼坚持要查清田大宇的死亡真相。郝敏骑自行车时撞倒了一个中学生，她当即送他到第一医院，接诊的正是沈知鱼，因为这次接触，她对沈知鱼的印象有所改观。

马培德不甘心让沈知鱼这么快就站起来，于是给田大斌打匿名电话，告诉他当天给田大宇动手术的并不是沈知鱼，而是另有其人。田大斌拉着田母和媒体记者再次来到医院，阻挠沈知鱼正常手术，沈知鱼忍无可忍，和田大斌发生争斗。田大斌提出赔偿，同时要求院方开除沈知鱼。院方为了即将到来的三甲评审，不得不委曲求全，停止沈知鱼为期三个月的处方权。叶如琴替沈知鱼抱不平，但叶南山也毫无办法。鉴于他年轻时的遭遇，他认为叶如琴和沈知鱼在一起不会幸福，因此他亲手拆散了这一对恋人。在马培德的安排下，沈知鱼开始在医院拖地，成为一名护工。

杜娟、叶南山、叶如琴都指责马培德对沈知鱼的处置欠妥，但沈知鱼却安之若素。丁丁的病情突然发作，杜娟情急之下求助于马培德，想到孤儿寡母所经历的种种艰难，杜娟痛哭失声，马培德不失时机地加以安慰。院方决定将神外主任的职位交给马培德，同时要求他善待沈知鱼。沈知鱼和叶如琴不欢而散，一个人在酒吧喝酒，酒醉闹事，酒吧老板报警，赶到现场的正是郝敏。郝敏奉劝沈知鱼，他的双手是用来治病救人的，而不是用来握酒瓶的。叶如琴和叶南山聊天，叶南山向她讲述了自己年轻时的一段爱情，叶如琴再次理解了自己的养父。

为了让郝敏走出田大宇之死造成的阴影，郝父郝母开始给郝敏介绍男朋友，这个人叫周剑锋。杜娟终于接受了马培德，并憧憬着两人婚后的生活。此时叶南山鼓励马培德去追叶如琴，马培德开始摇摆不定。杜娟相信沈知鱼的医术，私下让沈知鱼为丁丁做了检查，并且接受了沈知鱼的建议，准备早点为丁丁做手术。叶南山极力为马培德和叶如琴创造机会，安排马培德做叶如琴的手术助手，这一安排使得医院的同事都知道了叶南山的动机。杜娟听到同事们的议论后，非常难受。马培德对杜娟依然信誓旦旦。沈知鱼在和导师的沟通中得知国外的一个病例和田大宇的症状非常相似，于是质问杜娟在术后用药上是否存在输液错误的可能。杜娟极力否认，但内心却非常害怕。凭直觉，沈知鱼感到杜娟肯定保守着什么秘密。

沈知鱼请求得到郝敏的帮助，但此时的郝敏不堪承受痛苦，想忘掉过去。杜娟将自己的担心告诉了马培德，马培德安慰她都是她的心理作用在作祟。当得知杜娟没有按他的吩咐扔掉那个盐水瓶时，马培德暴跳如雷。杜娟又突然想起自己藏起那个瓶子后，那么该交的瓶子势必就少了一个，一旦刑警队发觉这一点，该怎么办？马培德暗动心思。沈知鱼要求查看田大宇的术后用药，被院办周主任拒绝，沈知鱼转头去找叶南山，叶南山同意了沈知鱼的要求。但马培德却在当晚灌醉了周主任，偷拿仓库钥匙，将杜娟做好的替代瓶放了进去。第二天，沈知鱼来查看的时候并没有发现任何问题。沈知鱼再次质问杜娟，杜娟搪塞过去，半路上却遇到了郝敏，她的慌乱引起了郝敏的怀疑。杜娟快要崩溃了，劝马培德去自首。马培德回忆过去的辛苦，他好不容易才取得今天的局面，现在要他放弃一切实在是心有不甘。郝敏强忍内心的悲痛，终于决定和沈知鱼一起查清田大宇死亡的真相。叶南山再次让马培德加紧对叶如琴的追求，同事们的闲聊使得本来就缺乏安全感的杜娟加重了对马培德的怀疑，冲动之下她决定向叶南山说出事情真相，但在最后关头她犹豫了。马培德着实惊出了一身冷汗。

郝敏到第一医院找杜娟了解情况，惊讶地发现沈知鱼在拖地，她对沈知鱼有了进一步的了解。郝敏的到来使得杜娟六神无主，杜娟的摇摆不定又让马培德对她极不放心，他决定找回杜娟私藏的那个瓶子。但他的这一做法被杜娟察觉，杜娟伤心至极，彻底丧失了对马培德的信心。丁丁在医院摔了一跤，病情加重，院方决定为丁丁做手术。可是杜娟听从了沈知鱼的建议，打算带丁丁去北京做手术。去北京之前，她给马培德下了最后通牒，让他主动去找院长坦白，否则她就会向沈知鱼说出全部真相。马培德经过痛苦的抉择，决心灭口。他利用杜娟对青霉素过敏的生理特点，在护士室的白大褂上撒下了青霉素粉末，并诱使杜娟吸入了这些粉末，从而制造了杜娟哮喘发作的假相。仓促间，他将那个青霉素瓶子遗落在了现场。当沈知鱼赶到医院的时候，杜娟已经死亡。

所有的人都认为杜娟是哮喘发作而死，只有沈知鱼无法相信，他将自己的疑问告诉了郝敏。两人继续频繁地调查。马培德蛊惑叶如琴，说沈知鱼是被郝敏利用。叶如琴质问沈知鱼，两人不欢而散。马培德带着丁丁回家找瓶子，却一无所获。叶如琴决定收养丁丁，马培德积极支持，叶如琴对马产生好感。沈知鱼在护士室找到一个青霉素瓶子，他百思不得其解，因为医院不可能那样使用青霉素，他将瓶子收了起来。叶如琴准备带丁丁去北京做手术，叶南山很失望。因为丁丁的手术对他本人和整个第一医院来讲都非常重要，如果做成了这个手术，将可以奠定第一医院在业界的权威地位。他授意马培德联系丁丁的生父，争取他的手术同意书。为确保丁丁手术的成功，叶南山提前解除了对沈知鱼的处分，并在手术小组中委以重任。马培德表面上同意叶南山的做法，暗地里却怂恿叶如琴去取得丁丁生父的反对授权。

郝敏在对护士梅子的走访中发现了杜娟和马培德的一些特殊关系。叶南山做通了叶如琴的思想工作，丁丁的手术在第一医院顺利开展。手术过程中叶南山的手突然不听使唤，马培德准备代替叶南山实施手术，但叶南山却要沈知鱼主刀。马培德嫉妒得发狂，却不能表示出什么。手术成功了，沈知鱼第一个要感谢的是郝敏。医院的声誉也蒸蒸日上，沈知鱼回到神经外科上班。他与马培德对病人病情的诊断常常使得马培德下不来台，叶如琴为马培德抱不平。在对丁丁的照顾中，叶如琴和马培德的关系日益亲密。

在对田大宇和杜娟之死的调查过程中，沈知鱼和郝敏的关系也日益亲密。这引起了田家的反感，一次吵架过程中，田大斌不经意中透露医院里有人对沈知鱼图谋不轨。郝敏利用田大斌去试探马培德，可是田大斌却隐瞒了自己的真实看法。田大斌私底下去敲诈马培德，马培德矢口否认自己曾经给他打过电话。郝敏在对田大斌的跟踪中发现了他的企图。叶南山的生日聚餐上，沈知鱼缺席，因为郝敏来向他告别。前来寻找沈知鱼的叶如琴看到两人拥抱，她对沈知鱼彻底死心，决定嫁给马培德。经过长时间的思考，郝敏和周剑锋分手。

沈知鱼无意中从梅子口中得知杜娟对青霉素过敏，因为哮喘和青霉素过敏的死亡症状相似，他想起自己在护士室捡到的那个青霉素瓶子，于是把它作为证据交给了刑警队。沈知鱼劝叶如琴离开马培德，叶不听，沈知鱼无法对她说出真相，无奈之下，请郝敏出面说服叶如琴。梅子发现马培德送给叶如琴的戒指以前曾在杜娟那里看到过，她将自己的怀疑全都告诉了郝敏，郝敏由此认定一切事情都是马培德制造的。冲动之下，没有经过队长的同意就在医院获评“三甲”的庆功大会上逮捕了马培德。因为证据不足，高奔不得不放走他，并狠狠批评了郝敏。马培德虚惊一场。

但婚后的马培德并不幸福，他噩梦不断。就在这时，沈母王佩琴来到了医院，她患有肺癌，自知时间不多，此次来是想见儿子最后一面。丁丁在马培德家里玩耍时摔坏了他的玩具汽车，从车里掉出一把钥匙。叶如琴觉得这把钥匙很奇怪，联想起沈知鱼和郝敏的一些调查行为，她留下了这把钥匙。叶南山和王佩琴终于见面了，此时我们才知道王佩琴正是叶南山年轻时的“草原天使”。两人百感交集。郝敏来到医院调查田大宇的术后用药，发现瓶子比登记的数目多了一个。刑警队将两件事情结合起来分析，最终决定将青霉素瓶子送往北京做指纹剥离，以确定有多少人接触过这个瓶子。王佩琴晕倒在地，被送进医院抢救。叶南山闻听此一消息，情急失色。叶如琴四处查找那把钥匙的来历。

王佩琴拒绝进一步的治疗，临终前她嘱咐沈知鱼千万不要和院长作对。叶南山黯然神伤。叶如琴终于用那把钥匙打开了某银行的保险柜，那是杜娟生前租下的，里面保存的正是杜娟私自藏起来的那个盐水瓶子。从杜娟留下的一封信中，叶如琴获悉了全部真相，她痛苦万分，不知该怎么办才好。与此同时，她的行踪被郝敏察觉，郝敏追问她从保险柜里取走了什么东西，她不知道该怎么回答。

几经犹豫，叶如琴终于向沈知鱼说出了她所知道的一切。沈知鱼立即给郝敏打电话，可是在两人见面的前一秒钟，沈知鱼被一辆卡车撞倒。郝敏亲眼目睹这一场面，却无能为力。第一医院，叶南山决定亲自为沈知鱼做手术，让马培德做助手，郝敏坚决反对，但叶南山告诉她这是唯一的选择。手术由马培德主刀，为了叶南山的一句话，马培德竭尽全力。手术后回到家里，叶如琴向马培德摊牌，马培德已心力交悴，他决定听天由命。沈知鱼终于醒了过来，可是出乎所有人意料的是，他竟然失去了全部记忆。

所有的人都在帮沈知鱼恢复记忆。在这段日子里，郝敏发现自己真正爱上了沈知鱼，可是沈知鱼却无法明白她的心。此时最痛苦的人莫过于叶如琴，她洞悉事情的全部真相，却无处可说，还不得不忍受身与心的双重煎熬。为了挽回自己在叶如琴心目中的形象，马培德尽心尽力照顾沈知鱼，并将他接到了叶家。郝敏和同事开始一家家地走访叶如琴可能去过的银行。

北京方面指纹剥离的结果出来了，刑警队设法取得了医院相关人员的指纹，开始一一比对。银行方面的调查结果也出来了，证实叶如琴取走的是杜娟保存的东西。郝敏直接对叶如琴施加压力。叶如琴将真相告诉了叶南山，叶南山不敢置信，亲自找马培德谈话。马对自己的所作所为供认不讳。马培德知道一切都无法挽回了，在享受了一晚高质量的睡眠之后，他来到了医院，郝敏紧跟其后。刑警队指纹比对的结果显示瓶子上面有马培德的指纹，高队长指示郝敏立即把马培德扣起来。与此同时，叶如琴发现马培德已走，感觉势头不妙，打电话给郝敏说出了全部真相，并要他保护好沈知鱼。但是，此时马培德已将沈知鱼推上了医院的楼顶。