加尼特先生坚定的信仰以及与玛丽深厚的感情打动了诺尔曼。罢工当天他在诊所外挂出“罢工工人免费就诊”的横幅，此起彼伏的罢工口号在街上响起。弗朗西丝难以理解丈夫的行为，及早地结束了在诊所帮忙。加尼特先生在随着罢工队伍唱的《国际歌》中悄然离世，直到最后一刻仍不放弃他的理想。游行队伍遇到了挡住去路的警车，罢工工人与军警在当街厮打起来。诺尔曼曾救助过的匈牙利劳工夫妇，由于被贫穷和死亡折磨得过度绝望，点燃煤气全家引爆自杀。回到诊所，诺尔曼看到了已经断气的妓女伊芙林，她因为在温德利夫人诊所做了不当的堕胎手术而身亡。当晚在马丁医生举办的另一场聚会上，诺尔曼大骂温德利夫人的无良，斥责她为杀人犯，并当场声讨权贵们建立起来的病态的医疗制度。车上弗朗西丝与他再次争吵，弗朗西丝离去后他开始咳嗽不止。诺尔曼发现自己得了当时的不治之症肺结核，绝望的他隐瞒着事实主动提出与弗朗西丝离婚。白求恩牧师和妻子赶来看望病情日益严重的儿子，在病床前，多年不和的父子冰释前嫌。

诺尔曼在疗养院静养的过程中，意外了解到了人工气胸疗法，通过手术他康复了。大病初愈的诺尔曼，当务之急是给弗朗西丝发了一封要求复婚的电报。 由于缺少药物，前线的手术难以展开，游医生只好冒险外出买药。白求恩大夫希望赫尔小姐能以教会的身份去西安帮忙购买药品，但赫尔小姐的中立观点让白求恩无从辩解，药品的匮乏更让他们苦恼不已，一时间救援工作陷入了困境。游医生负了重伤而归，在没有麻药的情况下，他忍受不了手术的疼痛开枪自杀。目睹了这一切的赫尔小姐在丽萨的百般企求下终于答应外出购买药品。丽萨陪同赫尔小姐打扮成传教士出发了，看着她们的离开白求恩感到剧烈的不安与孤独，也才明白丽萨对于自己而言是多么的重要。

二柱子带着4个八路军在送伤员的路上遭到日兵伏击，所有人包括日本俘虏无一人幸免。当晚，白求恩在恶梦中醒来，他不知道这场梦已经发生。第二天，大家为白求恩大夫庆祝生日，沉浸在平和的喜悦中。噩耗终于传来，站在为二柱子他们垒起的墓前，众人痛哭流涕，沉默不语的白求恩内心亦无法平静。没多久，大柱子也在一次战斗中中弹身亡，悲痛时刻萦绕在白求恩的心中。 第一支八路军流动医疗队正式成立，白求恩率领这支队伍不畏艰险冲入敌区，协助前线的救援工作。他们一共走了八百多里路，做了一百一十三个手术，白求恩为自己是这里年龄最大的士兵感到骄傲。

土地庙的老戏台上演出了一出根据白求恩事迹改编的戏，白求恩同战士们一块观看，戏里戏外热闹非凡。 1929年的蒙特利尔，诺尔曼沉浸在与弗朗西丝复婚后的新生与喜悦中，在疗养院结识的律师朋友丹尼尔送来一辆轿车，吃饭时丹尼尔对犹太人表示出的厌恶令诺尔曼心生疑惑。弗朗西丝得知自己怀孕后立即赶到医院想要通知丈夫，诺尔曼却总被各种各样工作上的事情分心。当诺尔曼决定用自己当实验品追查病因时，弗朗西丝忍无可忍，认为他这样冒险是对亲人的不负责任。诺尔曼却又告诉她：明天他就要动身去苏联参加一个国际生理学大会。1936年，从苏联回来后，诺尔曼的世界观有了全新的认识，他到处演讲，慷慨激昂的言辞得到群众的欢迎。然而这一次弗朗西丝选择离他而去。希尔登和丽萨来到了蒙特利尔并找到了诺尔曼，二人已经结婚，原来他们是受援助民主西班牙委员会委托，请诺尔曼去马德里做医疗队的队长。吃饭席上，诺尔曼听说餐厅老板雅克夫的女儿病了，他本着医生的职责主动要进去为她看病。在雅克夫的房间，他与丹尼尔意外见到了6、7名犹太避难者。诺尔曼为避难者一一检测后，确定他们都患了肺结核，并不顾危险地帮他们治疗。

土地庙的戏刚演完，董千秋送来了赫尔小姐的书信，信里告之她们从西安归来的途中，丽萨不幸中弹现在生命垂危。白求恩看完信后大受刺激，失态地冲出了人群……无法找到丽萨的白求恩只有继续奋斗在自己的岗位上，唯有心里默默地为她祈祷。赫尔小姐赶到了前线，带来了丽萨的死讯，悲痛中的白求恩强忍泪水，站在手术台前继续工作。回到松岩口的白求恩变得苍老而消瘦，众人怕他想家和心疼他的身体为他攒了整整一篮子鸡蛋，白求恩被这一切深深感动，承诺永远不会离开大家。在马德里组建流动血库的经验，被白求恩在晋察冀很好的调动了。因为根据地极度缺乏药品和医疗器械，白求恩思考了很久后，决定亲自回一趟美洲。欢送白求恩大夫的当天，村民带着各自的一点心意与他依依不舍地道别。眼看着就要出发了，白求恩从叶院长嘴里套出日兵“春季大扫荡”的行动计划，考虑到这有关中国抗日战争的前途，白求恩临时决定推迟自己的回国计划。

炮火再次打响了，白求恩大夫在白色幔帐围起的手术里紧张地抢救着伤员，他不顾战火的危险，坚持为前线的伤员做手术。 跟随希尔登奔赴马德里战场的白求恩，在救援过程中，感受到了血浆在战地医疗中的重要性，组建了流动血库。 在最后一个手术中，白求恩不小心划破了自己的手指，回到住处后他发现伤口明显被感染了，紧接着他发现自己的双耳也聋了。茫然中，白求恩想念起在马德里战场英勇就义的希尔登——在那之后，白求恩开始投入一场又一场的反抗法西斯战斗中，最后参加了美国和加拿大的援华组织组建的援华医疗队。赫尔小姐购买的药品终于到了，她将丽萨生前为白求恩买的手套送到他手里，众人看到这一幕纷纷热泪盈眶。