紅軍總醫(yī)院院長(zhǎng)傅連璋與陳真仁主任結(jié)婚，來邀請(qǐng)馬德海參加婚禮，警衛(wèi)員三斤半說馬博士每次參加完婚禮總是觸景生情，想起自己心愛的姑娘蘇菲，傅院長(zhǎng)誤以為是他認(rèn)識(shí)的一位已經(jīng)結(jié)婚的蘇菲。婚禮上朱德彭德懷發(fā)言后，馬德海說，自己的一個(gè)夢(mèng)想和愿望是找一位中國(guó)姑娘做妻子。
西安事變后國(guó)共談判，國(guó)民黨允許共產(chǎn)黨成立邊區(qū)政府，黨中央指揮部將遷移到延安。行軍路上有一位戰(zhàn)士暈倒，在沒有藥品的情況下馬德海束手無策，張大夫用幾根銀針就讓戰(zhàn)士蘇醒過來，還說自己這點(diǎn)簡(jiǎn)單的中醫(yī)術(shù)是李主任教的。馬德海感覺到針炙的神奇，并且對(duì)李主任刮目相看，想向李主任學(xué)習(xí)針炙。李主任以馬博士是學(xué)習(xí)西醫(yī)的，不能理解中醫(yī)理論為由，拒絕向馬德海傳授針炙。
蘇菲遇見從監(jiān)獄釋放出來的洪云飛，他稱是西安事變引向的國(guó)共合作把他放出來的，并說宋貞娣是叛徒。蘇菲和同學(xué)來到穿著裘皮大衣、住在洋房里的宋貞娣，質(zhì)問她為什么叛變。宋貞娣提醒蘇菲，不要太幼稚，隨便相信別人，暗示她當(dāng)心洪云飛。
馬德海無意中聽三斤半說蘇菲已經(jīng)嫁人了，傷心痛苦，去找傅院長(zhǎng)求證。
馬海德回到延安，根據(jù)自己的實(shí)地考察，寫了一份詳盡的《蘇區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生工作考察報(bào)告》，既肯定了紅軍醫(yī)院的現(xiàn)有成績(jī)，也提出了改進(jìn)蘇區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生工作的建議。之后，他被任命為軍委衛(wèi)生部顧問，并批準(zhǔn)他加人中國(guó)共產(chǎn)黨。
中央派馬海德回上海，假借在西安開辦醫(yī)院為名，采買物品，幫助蘇區(qū)解決藥品和醫(yī)療器械短缺的問題，馬海德欣然受命。
回上海之前，警衛(wèi)員三斤半建議馬德海不要帶走手墜和相片，理由是因?yàn)樘K菲已經(jīng)嫁人。
馬德海回到上海，見到宋慶齡，說明了紅軍現(xiàn)有缺醫(yī)少藥的情況，急需建立正規(guī)醫(yī)院，成立醫(yī)護(hù)學(xué)校，請(qǐng)求得到國(guó)際社會(huì)的援助。
蘇菲一直陷入誤會(huì)當(dāng)中，把洪云飛當(dāng)成受迫害的人，同情下不禁產(chǎn)生了感情，想向馬德海要回手墜。蘇菲的同學(xué)找到馬德海的診所幫她要手墜，馬德海終于知道他的蘇菲并沒有嫁人，感到非常激動(dòng)。馬德海找到蘇菲的學(xué)校，見到蘇菲，并邀請(qǐng)她和同學(xué)吃飯，可是，并沒有一個(gè)人來赴約。
馬德海找到美國(guó)領(lǐng)事館的朋友，假稱自己要在古都西安開一家診所，并拿出一萬美元購(gòu)買藥品和醫(yī)療器械，朋友欣然同意。
日本侵略者對(duì)中國(guó)軍隊(duì)發(fā)動(dòng)了進(jìn)攻，上海日租界的日軍也加強(qiáng)了戒備，馬海德必須馬上離開上海。蘇菲的學(xué)校也接到上級(jí)命令馬上轉(zhuǎn)移。馬海德去學(xué)校劇社和蘇菲道別，卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)人去樓空。馬德海和蘇菲再次失去了聯(lián)系。
馬德海帶著藥品回到延安，發(fā)現(xiàn)三斤半把蘇菲的手墜送給了凌護(hù)士長(zhǎng)，希望促成馬德海和凌護(hù)士長(zhǎng)的姻緣。雖然凌護(hù)士長(zhǎng)表示同意，馬德海還是委婉拒絕了凌護(hù)士長(zhǎng)，并要回手墜。
馬德海給一位傷員手術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槁飞嫌昧硕畟€(gè)小時(shí)，傷員已經(jīng)錯(cuò)過了治療時(shí)間，不幸犧牲。馬德海為了搶救更多傷員的生命，建議將野戰(zhàn)醫(yī)院手術(shù)室設(shè)立在戰(zhàn)場(chǎng)附近的隱蔽場(chǎng)所，卻因?yàn)檗D(zhuǎn)移不便太危險(xiǎn)，受到李寧遠(yuǎn)副院長(zhǎng)的反對(duì)。
抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，紅軍改編為八路軍，向山西前線開拔，受到總司令的首肯，馬海德親自帶領(lǐng)一支醫(yī)療小分隊(duì)跟隨部隊(duì)上了戰(zhàn)場(chǎng)。
對(duì)日戰(zhàn)斗打響了，傷員一個(gè)接一個(gè)地從前線抬下來，其中還有一個(gè)自殺未遂的日本兵。馬德海和李寧遠(yuǎn)、凌護(hù)士長(zhǎng)爭(zhēng)吵起來，他們表示，自己的傷病員都沒來得及搶救，怎么能搶救侵略中國(guó)、殺害中國(guó)人民的日本兵。但在馬德遠(yuǎn)看來，這個(gè)日本兵只是一名傷員，他作為醫(yī)生的職業(yè)道德要對(duì)每一個(gè)生命負(fù)責(zé)，必須要救治這名日本人。在馬海德的堅(jiān)持下，日本兵原田的手術(shù)順利完成。
馬海德的警衛(wèi)員三斤半意外地在八路軍總部碰到哥哥秤砣，他現(xiàn)在是八路軍總部警衛(wèi)連連長(zhǎng)。三斤半告訴秤砣他以前帶的士兵三娃為了掩護(hù)馬德海，被飛機(jī)投擲的炸彈炸死的消息，秤砣感到很沉重。
三斤半曾經(jīng)告訴馬德海他的哥哥秤砣結(jié)婚六年沒有生娃的事，馬德海為秤砣看病，說他的病只需動(dòng)一個(gè)十分鐘的小手術(shù)，再休息三五天就可以治好。秤砣不相信科學(xué)，害怕做手術(shù)急忙逃走。彭德懷給秤砣做思想工作，命令他去馬博士處做手術(shù)，秤砣只好答應(yīng)完成任務(wù)。
救治的日本俘虜名叫原田，是日本產(chǎn)經(jīng)新聞的記者。因?yàn)檫@是八路軍這次戰(zhàn)役抓獲的第一名俘虜，彭德懷要馬德海防止原田再次自殺，給他做思想工作，以便日后為中國(guó)做反戰(zhàn)宣傳。
中央敵工部要求把日軍記者原田送到延安，由秤砣帶領(lǐng)部隊(duì)護(hù)送，同行的還有從上海到太原來的青抗會(huì)干部洪云飛。途中，他們與日軍的一個(gè)運(yùn)輸部隊(duì)遭遇。原田搶奪三斤半的槍鳴槍示意，引起了日軍的注意。
在掩護(hù)轉(zhuǎn)移的戰(zhàn)斗中，秤砣后胸部中彈。洪云飛害怕再被日軍襲擊，要求放棄重傷員，馬海德堅(jiān)持要救秤砣。