1933年，美国医学博士乔治·海德姆和他的同学一起到上海做研究，遇到抗日游行队伍遭到军警强行镇压，队伍中的学生苏菲引起了海德姆的注意。海德姆的同学们回国了，新朋友艾黎告诉他，中国有一支红军部队向全中国发出停止内战、团结抗日的号召，海德姆很是好奇。

长征过后，舆论对红军极为不利，毛泽东请宋庆龄帮忙，寻找一位外国记者和外国医生到苏区来考察。艾黎告诉海德姆应该到中国的西北去看看，在宋庆龄的安排下，海德姆到郑州与美国记者斯诺会合，经西安转乘去陕北的汽车。

海德姆和斯诺到达延安又换乘骡马前往保安，半路上他们被一股民团拦截。危急时刻，红军战士秤砣带领红军游击队从山上冲了下来，民团落荒而逃。周恩来为海德姆和斯诺在苏区安排了92天的具体行程。海德姆和斯诺见到了毛泽东，并一连数个夜晚和他长谈，海德姆感受到中国共产党的未来是充满希望的。

彭德怀从西线发来电报，部队已到达甘肃、宁夏交界一带。在周恩来的陪同下，海德姆和斯诺随后续部队前往那里。周恩来得知海德姆的祖籍是黎巴嫩，会阿拉伯语，于是请他出面与阿訇勾通，还给海德姆起了个中国名字叫马海德。马海德很快得到了阿訇的信任，阿訇明白了红军北上抗日的意义，愿意帮助红军。马海德在彭德怀的陪同下考察了红军的医院和药房，在这里他见到了曾经到上海接应药品的李宁远。

听说李宁远是兽医出身，马海德不由得大笑起来，弄得李宁远非常反感。马海德考察流动病房，却发现“病房”条件太差，伤员多有感染。斯诺的调查采访结束，马海德带的药品也差不多用完了，二人约好一起离开。临行前的夜晚，马海德突然决定不走了，他把筹集医疗器材和药品的单子交给了斯诺，并嘱咐斯诺不要在通讯中写他的情况，以免在美国的家人受牵连。

红一、二、四方面军即将大会师的消息传来，马海德随红军医院向会宁进发。途中遇到敌人围攻，李宁远指挥抢救伤员，马海德也要跟着冲上去，李宁远为了保护他的安全命令他离开。马海德要求加入红军，他认为这样才有治病救人的资格。

马海德回到延安完成了《苏区医疗卫生考察报告》，之后，他被任命为军委卫生部顾问，并批准他加人中国共产党。由于李宁远与马海德的矛盾，傅连璋把李宁远调到红军野战医院去当院长。中央派马海德回上海，帮助解决药品和医疗器械短缺的问题，马海德欣然受命。

回到上海，马海德得知自己喜欢的苏菲还没有嫁人很高兴。日本侵略者对中国军队发动了进攻，上海日租界的日军也加强了戒备，马海德必须马上离开上海。苏菲的学校也接到上级命令马上转移。快剧网.马海德去剧社和苏菲道别，却发现已经人去楼空。抗日战争爆发，红军改编为八路军，向山西前线开拔，马海德亲自带领一个医疗队跟随部队上了战场。

战斗打响了，伤员一个接一个地从前线抬下来，其中还有一个自杀未遂的日本兵。在马海德的坚持下，日本兵原田的手术顺利完成。马海德的警卫员三斤半意外地碰到哥哥秤砣，他现在是八路军的一位警卫连长。中央敌工部要求把日军记者原田送到延安，由秤砣带领部队护送，同行的还有从上海到太原来的青抗会干部。

马海德为秤砣做了手术，从胸部取出了弹片。苏菲等人在昆明的街头，被以破坏抗战的罪名抓了起来。宋贞娣奉命劝他们去军校学习，劝说未果，宋贞娣表示看在牺牲的宁英的份上最后一次帮他们。马海德为陕甘宁边区医院的建设积极策划，他给宋庆龄写信，希望得到经费、药品和医疗器械的援助。

美国医生马海德来到中国上海，经宋庆龄介绍，于1936年夏到陕北苏区进行医疗考察。在毛泽东等中共领导和红军将领以及苏区群众的感召下，他毅然放弃美国优越的生活，留在延安参加中国的抗日战争。他曾经有三个梦想，第一个梦想是娶了中国妻子苏菲；第二个梦想是中国的抗日战争取得伟大的胜利；第三个梦想是成为一个完全的中国人。在经历了十四年的艰苦奋斗，马海德由一个自由主义者变成一位坚定的马克思主义者，他1937年加入中国共产党，参加过红军、八路军和解放军，长期战斗在我军的卫生战线，和白求恩、柯棣华等国际主义战士一同，为中国革命做出了伟大的贡献。他不但实现了三个梦想，新中国成立后，他新的梦想是为中国性病和麻疯病的彻底根除而努力奋斗。

孩子的父母打架，母亲要寻短见跳崖，非要请马海德过去劝劝。艾黎说这里的人把马海德当成组织上安排苏菲和袁梦云、徐士威、刘静云去延安学习。延安到处是抗日的歌声，热情的氛围让他们激动不已，洪云飞接待了他们。苏菲、刘静云和徐士威被分配到鲁艺戏剧系上学，袁梦云被分到女大上学，为此袁梦云很不高兴。老首长郑风写条子指定马海德给他做手术，手术失败，李宁远对马海德很有意见。

洪云飞请马海德为鲁艺的女生治病，马海德发现病人竟是苏菲。苏菲没有认出马海德就是上海的海德姆，马海德立即告辞回家洗脸刮胡子。洪云飞对苏菲表白，苏菲一会儿提到宋贞娣，一会儿提到宁英，最后以排练为由走了，这让洪云飞误认为苏菲心中的包袱是宁英。

三斤半想用自己的方式帮助马海德，开始替马海德给苏菲送花，并用歪歪扭扭的外国字写上马海德的名字。袁梦云为了调去鲁艺，开始接近她崇拜和深爱的洪云飞。洪云飞却告诉袁梦云，他与苏菲相爱，只是因为宁英不敢面对现实。洪云飞还让袁梦云劝劝苏菲，这让袁梦云很是嫉妒。中外记者参观团到延安访问，已是国民党军统西安站站长的宋贞娣以随团翻译的身份来到延安。保安处周处长让洪云飞以朋友的身份劝宋贞娣离开延安，宋贞娣表示可以离开，但洪云飞必须放弃追求苏菲。

洪云飞向苏菲表白，希望二人结为革命伴侣，理由是苏菲戴着洪家的手坠，就是洪家的儿媳妇。苏菲将手坠摘下还给了洪云飞。洪云飞找到马海德，告诉马海德自己早就与苏菲订过婚，并取出苏菲的手坠给马海德看，手坠上面刻着“洪”字，马海德一下子无法接受。洪云飞去找组织，希望组织上能同意他和苏菲结婚。苏菲跑到延河边上的小树林里大哭一场，她发现以前在自己心中那么高大的洪云飞，现在却变得有些不认识了。洪云飞在合作社食堂请苏菲的朋友们吃饭，要宣布重要的事情。

洪云飞宣布与苏菲结婚的婚期，苏菲喝多了，十分痛苦。洪云飞要到西安筹办一批物资，不料被国民党军统特务秘密逮捕。回到延安后，洪云飞把自己关在窑洞里偷偷喝酒。原来，在西安，宋贞娣请他喝酒并与他调情，这一切都摧残着他的神经。袁梦云来找洪云飞，喝醉了的洪云飞抱住袁梦云狂吻。洪云飞告诉马海德，他已经决定一心抗日，放弃和苏菲结婚，并将手镯给了马海德。苏菲被借到实验剧团，到三十里铺演出去了，马海德调转马头，直奔三十里铺而去。

苏菲一行人正在返回的路上，天空突然电闪雷鸣，随后下起了雨。苏菲十分害怕打雷，竟然吓得捂住耳朵，蹲在地上一动也不敢动。马海德看到苏菲，立即从马上跳下来，脱下外衣盖在苏菲身上，并用身体护住她。马海德告诉苏菲，洪云飞不娶她了。苏菲虽然感到开心，但仍觉得奇怪，她决定找洪云飞谈谈。洪云飞告诉她不结婚完全是出于对革命工作的考虑，并提出和她保持革命情人的关系。在苏菲的眼中，洪云飞越来越奇怪。

马海德出诊归来，半路碰到一个被毒蛇咬伤的伤员，他俯下身子用嘴从伤员的脚上吸出毒液。洪云飞做贼心虚，怕组织上调查他和苏菲不结婚的真正理由，让袁梦云按他编的故事说。鬼迷心窍的袁梦云言听计从。前线传来消息，加拿大的白求恩大夫由于患上了败血症不幸牺牲。为了纪念白求恩，毛泽东将八路军总医院改名为白求恩国际和平医院。鲁艺的实验剧团要去绥德慰问河防部队，王导演给同学们讲了马海德吸出战士脚上蛇毒的事迹。

苏菲和徐士威被抽调到剧团参加演出，马海德随队进行医疗保障。日军在河对岸集结部队，准备西渡黄河。部队紧急动员，进入河防阵地。马海德与剧团的演职人员们一起参加战场救护。伤员生命垂危，急需输血，马海德连抽三次血，终因体力不支晕倒了。马海德醒来后一定要参加救治伤员，团长命令张显俊守住窑洞，不许马大夫出来，要保证休息。苏菲主动要求留下来照顾马海德。敌机一直轰炸我军阵地，爆炸使窑洞坍塌起火，张显俊为救马海德被埋在一片废墟中。

张显俊为救马海德失去了年轻的生命。张显俊的母亲说儿子是打鬼子牺牲的，那么多的八路军都为打鬼子牺牲了，儿子牺牲不算什么。马海德说张显俊是为救自己而死，今后张妈妈也是自己的母亲。苏菲感动得泪流满面，冲出窑洞扶墙大哭。苏菲感到马海德才是最可爱、最可敬的人。李宁远一直在用他祖传的修蹄刀默默地为凌子柔削铅笔，凌子柔从心底对这个李院长有了一丝好感。除夕舞会，马海德邀请苏菲出去走走。在延河边，马海德向苏菲谈起了自己的身世。

马海德谈到了对共产党和中国革命的认识，谈到自己要做一个中国人的愿望，苏菲被他的真诚深深打动。马海德正式向苏菲求婚，苏菲羞涩地点了点头。第二天，马海德和苏菲在边区政府民政厅领了结婚证，当办事员想把两张相连的结婚证从中间剪开时，马海德说不要剪，我们永远都不分开。校花苏菲要嫁给马大夫的消息像炸弹一样在鲁艺引爆，别人的态度严重影响了苏菲。马海德看情况不妙，便和毛泽东说了自己和苏菲的事情，毛泽东听后很高兴，表示非常支持。

马海德给艾黎发电报，告诉他自己要结婚，请他汇款。很快艾黎给马海德汇来了200块钱。小护士许春妞在药房煮上药后就和小伙伴们去玩了，导致药房起火。马海德把事情经过告诉了苏菲，同时也告诉她是否将结婚的酒席减少一些，省下钱用于修缮药房。苏菲非常支持马海德。苏菲最要好的3个朋友刘静云、徐士威和袁梦云没来参加婚礼，苏菲非常伤心。马海德去鲁艺找刘静云和袁梦云，让他们接受自己，两个人被马海德的真诚打动了。

徐士威坚决不接受马海德。刘静云和袁梦云又搬回了宿舍，3个好朋友又在一起了。周末到了，马海德骑马去鲁艺接苏菲。他把苏菲抱上马背，然后深深地吻她，驱马走出校门。鲁艺的学生们看得目瞪口呆。苏菲身体不舒服，马海德给她吃了药，让她休息，自己赶到医院去做手术。天气突变，电闪雷鸣，马海德对李宁远说有急事，然后不顾一切地往家跑。李宁远严厉批评了马海德，马海德为这次的过错又开始写检查。

日军飞机轰炸延安城，徐士威为救老乡被烈火烧伤。徐士威坚决不让马海德给他治疗，倔强地回了学校。苏菲要去追徐士威，马海德却制止了苏菲。马海德的举动引起了苏菲的强烈反感。马海德有他自己的想法，他让李宁远找到鲁艺主任，命令徐士威住院治疗。李宁远告诉苏菲徐士威住院是马海德的功劳，苏菲觉得马海德越来越会和中国人打交道了。徐士威终于被马海德感动。艾黎再次来到延安，从西安给马海德带来一封信。信是宋贞娣写来的，马海德很疑惑。

马海德和苏菲将此事告诉了保卫处，周处长了解情况后，将信留在了保卫处，让他们先不要声张。为了弄清军统特务宋贞娣给马海德写信的真正目的，保卫处决定让苏菲去一趟西安。苏菲回来后，将遇上宋贞娣的事情向周处长做了汇报，洪云飞这个名字进入了周处长的视线。“整风运动”开始了，马海德成了嫌疑对象，被关了起来。一天，马海德突然回到家里，苏菲大喜，当场晕倒。

马海德得知苏菲晕倒是因为营养不良，立即吩咐韩得牛和三斤半多弄些有营养的东西给苏菲吃。马海德和苏菲的儿子周幼马出生了，小生命为窑洞增添了欢乐。徐士威要去晋察冀前线，苏菲叮嘱他一定要活着回来，只有活着才能看到日本帝国主义被打败的那一天。美军观察组来到延安，宋贞娣以中山大学教授的身份出现，格林也参加了美军观察组。在当时艰苦的条件下，对于延安优待俘虏的政策，美军观察组表示很吃惊。

格林终于知道马海德为什么要留在中国了。马海德说自己有3个愿望，除了娶到苏菲，还有快点打败日本帝国主义和成为一个完全的中国人。徐士威作为武工队队长，在一次与敌人交锋中被捕。在普希金的诗朗诵中，徐士威被日军活埋。1945年8月15日，日本宣布投降，整个延安沸腾了。马海德被师生们抬起来一次次地抛向空中。

李宁远用他的祖传修蹄刀为凌子柔削铅笔，许春妞闯了进来，告诉他要嫁给他，李宁远很吃惊。胡宗南的20万大军即将进攻延安，各部门按照上级指示做撤离的准备。贸易局的干部王建设的出现让洪云飞乱了方寸。王建设给洪云飞带来了军统特务证和宋贞娣的密信，让洪云飞弄清楚中共领导撤离延安的时间和路线。国民党的军队很快将进攻延安，美军观察组将于几天后全部撤离，战争就要来临。

李宁远向凌子柔表白，同时将削好的大把铅笔给了凌子柔让她路上用，两个人的手紧紧握在了一起。王建设躲在山沟里的破窑洞中发电报被捕。袁梦云发现了洪云飞的特务证，劝洪云飞到保安处自首。丧心病狂的洪云飞将袁梦云活活掐死。李宁远、凌子柔一起转移重伤员，路遇敌机扫荡，凌子柔中弹。凌子柔让李宁远将修蹄刀交给许春妞，说完停止了呼吸。

马海德指挥后勤部门的最后一批人员撤离延安，三斤半中弹牺牲。洪云飞被一辆国民党军车撞死在路边。宋贞娣颤抖着抓起手枪自杀了。北平和平解放。毛泽东得知周恩来在马海德的中国国籍证明上签了字，端起酒杯说：“祝贺你成为一个完全的中国人，让我们为马海德同志的梦想成为现实，干杯!”马海德推荐李宁远去苏联学习外科。