故事發生在2018年，一輛救護車在西亞某國茫茫的戈壁灘沙漠中穿行，所到之處揚起長長的沙塵。車上拉著一位二十八歲懷孕九個月的孕婦，因為當地醫院處置不當，導致孕婦產前大出血，已經出現休克前期，多虧來自中國的援外醫生肖硯把她從當地醫院救出來。
救護車很快來到戰地醫院，肖硯向接診的醫生林志遠簡明扼要講述孕婦的病情，林志遠是肖硯的未婚夫，他不敢耽擱，馬上安排醫護人員給孕婦做剖宮產手術，肖硯親自主刀。孕婦子宮破裂出血不止，連輸了6000毫升的血還是無法止血，為了保險起見，林志遠勸肖硯切除孕婦的子宮，否則會有生命危險，肖硯臨危不亂，憑借過人的醫術很快止血，把破裂的大動脈縫合，順利幫孕婦產下健康的寶寶。
白術是桐山醫院心外科的醫生，他年紀輕輕就練就了精湛的醫術，是桐山醫院心外第一把刀。下午一點半院里召開緊急會議，討論語言學家陳傳書的手術方案，院長江仲景和相關醫護人員早早來到會議室，白術是陳傳書的主治醫生，他卻遲遲未到，其他與會人員都大為不滿，江仲景趕忙制止他們。白術不顧護士一再催促，堅持喝完自己親手磨的那杯咖啡，然后準時出現在會議室。
江仲景向大家介紹了陳傳書的病情，他患有一種極其罕見的原發性心臟惡性腫瘤，相關科室主任都建議繼續保守治療，擔心83歲高齡的陳傳書承受不了這么大的手術，又害怕手術失敗給醫院帶來負面影響，白術堅持要手術切除腫瘤，雙方意見不和，他們一言不合就發生激烈爭執，江仲景力排眾議，宣布尊重陳傳書的意見繼續做保守治療。白術不服氣，他堅信自己能圓滿完成這臺手術，江仲景把白術單獨留下來，苦口婆心勸說他，白術還是固執己見。
術后，林志遠陪肖硯在院子里休息，不停地埋怨她不該為保孕婦子宮冒險，肖硯不能見死不救，更不想剝奪孕婦做母親的權利，林志遠拗不過她，就勸她一起回國度假，趁機向肖硯求婚，暢想著他們倆在老家煙巷過幸福平靜的小日子，肖硯心里樂開了花，她和林志遠兩情相悅，嘴上卻埋怨林志遠沒有誠意，連結婚戒指都沒有準備。
陳傳書突然病情惡化窒息，白術第一時間對他進行心肺復蘇，經過醫護人員全力搶救，陳傳書終于被救活，白術把陳傳書的妻子吳秀珠和她孫子陳巖叫到一邊，如實把病情告訴他們，建議馬上手術，否則隨時會有生命危險。
第二天一早，林志遠親手摘了一束野花，手捧戒指單膝跪地向肖硯求婚，患者和醫護人員一起為他們鼓掌，肖硯感動地熱淚盈眶。突然槍聲大作，一群荷槍實彈的武裝分子護送中彈的同伴來到戰地醫院，肖硯二話沒說就對傷者進行搶救，可是醫院停電，林志遠冒著槍林彈雨去救護車上拿來頭燈，不料被流彈扎傷，他強忍著傷痛把頭燈拿來，讓肖硯放心為傷者手術。
肖硯幫傷者取出體內彈片，用光了僅剩的1500毫升血，林志遠因為炸彈擊中肝臟導致大出血，他知道自己沒救了，拼盡最后一口氣和肖硯訣別，把那枚戒指交給肖硯就撒手人寰，肖硯傷心地痛不欲生，可已經無力回天了。
白術來查房，向陳傳書請教他新書的事，陳傳書覺得自己時日不多，遺憾還沒有完成那本書，不能給感興趣的年輕人留下商周語言文化演變的資料，白術鼓勵陳傳書手術切除腫瘤，就可以繼續完成那本書，陳傳書不敢冒險做手術，擔心自己不能活著從臺上下來，讓老伴吳秀珠傷心，白術信誓旦旦保證自己能做好他的手術。
吳秀珠和陳巖在病房外聽到白術的話，他們一起進來阻止，白術制定了周密的手術方案，勸他們好好考慮一下，陳巖警告白術不要再提這事，否則就換主治醫生。徐一然帶著剛畢業的博士學生正好從此路過，他對白術冷嘲熱諷，鄭雅潔及時趕來為白術解圍，故意大聲向白術示好，還把徐一然嘲諷一番。鄭雅潔聽說陳傳書家屬和白術意見不一，就勸慰白術，白術堅信家屬能回心轉意。
陳巖推著陳傳書出去散心，吳秀珠看到枕頭下面的書稿，她勸陳傳書接受手術，陳傳書還是不松口。
吳秀珠苦苦規勸陳傳書接受手術，陳傳書擔心自己不能活著從手術臺上下來，可又拗不過她，只好答應手術。陳巖來找白術理論，警告他一番，白術堅信自己能做好陳傳書的手術，江仲景仔細翻看了白術的手術方案，叮囑他拿出百分之二百的努力做好這臺手術，白術信心滿滿。
白術給陳傳書做手術，江仲景和心外科的醫護人員觀看了這臺手術的實況，陳傳書已經83歲高齡，血管粘連嚴重，他們都為白術捏了一把汗，白術沉著冷靜，成功切除了心臟腫瘤，圓滿完成了這臺手術，吳秀珠和陳巖對他感激不盡，白術保證陳傳書半個月以后就能出院回家。徐一然和鄭雅潔向白術表示祝賀，白術自詡手術零失誤，借口要制定下一個患者的手術方案把他們攆走。
肖硯痛定思痛決定回國，她收拾好自己的東西，把林致遠生前送的結婚戒指掛到脖子里，不由地想起他們在一起的甜蜜過往，現在卻物是人非了，肖硯心如刀絞，她向洛桑大學附屬醫院院長凱瑟琳提出辭職。
白術一早就接到同事的電話，由于他當月被患者投訴最多，調查組要對他進行詢問，白術開車去醫院，照例去附近的咖啡館買了一杯手磨咖啡，店員隨口說這是那種咖啡豆磨的最后一杯了。肖硯正好也來那家店里買咖啡，她突然接了一個電話，不小心把白術的咖啡碰落在地，肖硯趕時間去見客戶，隨手把自己買的咖啡賠給白術，白術氣得無語，他只喝那一種豆磨的咖啡，白術看到肖硯手里一大摞醫療器械的雜志，誤以為她是推銷員，指責她心里只有錢。
肖硯出門騎上摩托車就要走，白術急忙追出來，沒想到警察給他的車貼了罰單，肖硯騎車揚長而去，白術更是氣不打一處來。半路上，白術看到路邊圍了一大群人，肖硯正在給孕婦王晴做心肺復蘇，白術急忙停車，把肖硯推到一邊，他對王晴進行搶救，初步診斷王晴是心源性休克，想把王晴送到醫院，肖硯拼命阻止，堅持要等救護車來，擔心貿然移動王晴會造成生命危險，兩個人爭執不下。
王晴家人打電話過來，白術了解到王晴患有主動脈竇瘤，不容分說抱起她上車，肖硯緊隨其后跟去桐山醫院。急診科的護士長姜杉接到電話，立刻安排醫護人員接診，陸平安聞訊趕來，肖硯向他報到，白術才知道肖硯是新來的急診科醫生，對肖硯剛才的處置提出質疑，肖硯和白術據理力爭。
肖硯漂亮灑脫，她很快成為同事們議論的焦點，徐一然和鄭雅潔向白術打聽肖硯的情況，白術認定肖硯滿腦子都是錢，還對她大放厥詞，肖硯聽到白術的話，就來找他理論，連連解釋她想了解現在先進的醫療設備，根本不是搞推銷，白術卻不買賬，取笑肖硯不是好醫生，肖硯不想和他糾纏，撂下狠話就負氣而去。
肖硯帶著唐畫查房，向王晴和她父母說明病情，王晴丈夫秦山已經去世，她堅持要先做剖宮產保住這個孩子，然后再做心臟手術，父母不同意，可王晴心意已決，唐畫私下里埋怨王晴不懂事，肖硯提醒她不要妄加評論，還把她和討厭的白術相提并論，唐畫被說得無言以對。
父母苦苦規勸王晴放棄這個孩子，王晴堅持要生下來獨自撫養，讓肖硯盡快給她做剖宮產手術，江仲景召開緊急會議，宣布心臟修補手術同時進行，讓肖硯主刀，還讓白術給她做助手。白術不服氣，他來找肖硯談判，逼肖硯退出王晴的手術，肖硯和白術打賭，她騎摩托車帶白術兜風，如果白術堅持到最后不吐，她就答應讓步，白術戴上頭盔坐上肖硯的摩托車。肖硯騎車帶著白術在街上一路狂奔，白術狂吐不止，肖硯堅信自己能圓滿完成王晴的手術，她已經制定了詳細的手術方案，希望白術好好配合她完成，白術還是不肯讓步，肖硯指責他心里只有手術沒有人情，透露王晴的愛人秦山在救火的時候犧牲了，白術一時語噻。
護士長給王晴父母詳細介紹了手術的情況，他們在手術通知單上簽字，王晴知道母親當年冒著生命危險把她生下來，她已經做好了準備，還安慰母親一番。
白術把肖硯的手術方案做了補充修改，第一時間發到肖硯的郵箱。手術正式開始，肖硯按照事先制定的方案有條不紊進行，有一根小血管突然破裂，白術和肖硯配合默契，很快修復好血管，兩個人一起圓滿完成了手術，王晴生下一個健康的男孩。白術對肖硯大為不滿，肖硯和他據理力爭，最后不歡而散。
徐一然和同事們一起觀看了這臺手術，他對肖硯嫻熟的手法贊不絕口，白術卻取笑他被肖硯的美色迷惑，肖硯騎摩托車回家，在地下車庫遇到白術，主動提出送白術回家，白術斷然拒絕。王晴醒過來以后得知手術成功，她激動地喜極而泣，父母給孩子起名秦曉山，借此紀念救火犧牲的秦山。
陳傳書術后恢復很好，他答應把新書第一個送給白術，吳秀珠去打水的時候，陳傳書想夠桌上的筆繼續完成書稿，不小心從床上掉下來，當場窒息暈死過去，白術聞訊趕來救治，盡管大家齊心協力進行搶救，可還是無力回天，吳秀珠傷心地痛不欲生。
江仲景請來第三方醫療鑒定機構，確定白術的前期診斷準確無誤，手術很成功，術后治療也沒有問題，陳傳書的意外死亡和白術無關，陳巖堅持讓白術在陳傳書下葬的時候鞠躬道歉，否則就走法律程序起訴他，白術同意為陳傳書送葬，可堅決不道歉，他堅持自己沒錯，要維護醫生的尊嚴。吳秀珠隨后趕來，她為白術洗脫嫌疑，勸白術不要有心理負擔，江仲景鞠躬向吳秀珠表示敬意。
徐一然訓斥剛畢業的博士學生陳秩不會寫病歷，肖硯幫陳秩解圍，耐心講解病歷的注意事項，陳秩向肖硯連連道謝。唐畫向肖硯透露白術被陳巖投訴的事，她早就看不慣白術心高氣傲的做派。出殯那天，親朋好友來為陳傳書送葬，白術躲在一邊，深深向陳傳書鞠躬致意。
經過院方研究決定，把白術調到急診，白術強烈抗議，江仲景讓他去新籌建EICU發揮所長，在急診好好磨練一下，真正做到把患者放在第一位，白術覺得自己去急診是大材小用，他就是不松口，江仲景惱羞成怒，提醒他在急診干出一番事業，否則就從桐山醫院走人，白術才明白江仲景的一番苦心，發誓要在急診干出名堂。
陸平安來找江仲景大吐苦水，他現在還是代理主任，不敢出一點差錯，他深知白術的個性，擔心白術不服他，還會給剛籌建的EICU惹麻煩，江仲景替白術打包票，好說歹說才把陸平安勸走。
白術正式到急診科報到，徐一然給他簡單介紹了同事的情況，陸平安來看白術，白術對他冷嘲熱諷一番，陸平安負氣而去。急診科收治了一個腹瀉不止的小男孩，白術主動趕過去，初步診斷是流行性腦脊髓膜炎，肖硯聞訊趕來問診，對白術的判斷提出質疑，白術堅持自己的診斷無誤。經過抽血化驗，確定患者就是流行性腦脊髓膜炎，白術對肖硯嘲諷一番，唐畫看不慣白術，在肖硯面前說了他很多壞話，肖硯趕忙制止唐畫。
江仲景親自趕來，和急診醫護人員一起為EICU舉行揭牌儀式，白術故意背對著鏡頭拍照。江仲景對陸平安千叮嚀萬囑咐，還把肖硯整理的流程規范印發下去，讓醫護人員好好學習她從國外帶回來的先進技術和經驗。