红军总医院院长傅连璋与陈真仁主任结婚，来邀请马德海参加婚礼，警卫员三斤半说马博士每次参加完婚礼总是触景生情，想起自己心爱的姑娘苏菲，傅院长误以为是他认识的一位已经结婚的苏菲。婚礼上朱德彭德怀发言后，马德海说，自己的一个梦想和愿望是找一位中国姑娘做妻子。

西安事变后国共谈判，国民党允许共产党成立边区政府，党中央指挥部将迁移到延安。行军路上有一位战士晕倒，在没有药品的情况下马德海束手无策，张大夫用几根银针就让战士苏醒过来，还说自己这点简单的中医术是李主任教的。马德海感觉到针炙的神奇，并且对李主任刮目相看，想向李主任学习针炙。李主任以马博士是学习西医的，不能理解中医理论为由，拒绝向马德海传授针炙。

苏菲遇见从监狱释放出来的洪云飞，他称是西安事变引向的国共合作把他放出来的，并说宋贞娣是叛徒。苏菲和同学来到穿着裘皮大衣、住在洋房里的宋贞娣，质问她为什么叛变。宋贞娣提醒苏菲，不要太幼稚，随便相信别人，暗示她当心洪云飞。

马德海无意中听三斤半说苏菲已经嫁人了，伤心痛苦，去找傅院长求证。

马海德回到延安，根据自己的实地考察，写了一份详尽的《苏区医疗卫生工作考察报告》，既肯定了红军医院的现有成绩，也提出了改进苏区医疗卫生工作的建议。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。

中央派马海德回上海，假借在西安开办医院为名，采买物品，帮助苏区解决药品和医疗器械短缺的问题，马海德欣然受命。

回上海之前，警卫员三斤半建议马德海不要带走手坠和相片，理由是因为苏菲已经嫁人。

马德海回到上海，见到宋庆龄，说明了红军现有缺医少药的情况，急需建立正规医院，成立医护学校，请求得到国际社会的援助。

苏菲一直陷入误会当中，把洪云飞当成受迫害的人，同情下不禁产生了感情，想向马德海要回手坠。苏菲的同学找到马德海的诊所帮她要手坠，马德海终于知道他的苏菲并没有嫁人，感到非常激动。马德海找到苏菲的学校，见到苏菲，并邀请她和同学吃饭，可是，并没有一个人来赴约。

马德海找到美国领事馆的朋友，假称自己要在古都西安开一家诊所，并拿出一万美元购买药品和医疗器械，朋友欣然同意。

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。马海德去学校剧社和苏菲道别，却发现已经人去楼空。马德海和苏菲再次失去了联系。

马德海带着药品回到延安，发现三斤半把苏菲的手坠送给了凌护士长，希望促成马德海和凌护士长的姻缘。虽然凌护士长表示同意，马德海还是委婉拒绝了凌护士长，并要回手坠。

马德海给一位伤员手术时发现，因为路上用了二十个小时，伤员已经错过了治疗时间，不幸牺牲。马德海为了抢救更多伤员的生命，建议将野战医院手术室设立在战场附近的隐蔽场所，却因为转移不便太危险，受到李宁远副院长的反对。

抗日战争爆发，红军改编为八路军，向山西前线开拔，受到总司令的首肯，马海德亲自带领一支医疗小分队跟随部队上了战场。

对日战斗打响了，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。马德海和李宁远、凌护士长争吵起来，他们表示，自己的伤病员都没来得及抢救，怎么能抢救侵略中国、杀害中国人民的日本兵。但在马德远看来，这个日本兵只是一名伤员，他作为医生的职业道德要对每一个生命负责，必须要救治这名日本人。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在八路军总部碰到哥哥秤砣，他现在是八路军总部警卫连连长。三斤半告诉秤砣他以前带的士兵三娃为了掩护马德海，被飞机投掷的炸弹炸死的消息，秤砣感到很沉重。

三斤半曾经告诉马德海他的哥哥秤砣结婚六年没有生娃的事，马德海为秤砣看病，说他的病只需动一个十分钟的小手术，再休息三五天就可以治好。秤砣不相信科学，害怕做手术急忙逃走。彭德怀给秤砣做思想工作，命令他去马博士处做手术，秤砣只好答应完成任务。

救治的日本俘虏名叫原田，是日本产经新闻的记者。因为这是八路军这次战役抓获的第一名俘虏，彭德怀要马德海防止原田再次自杀，给他做思想工作，以便日后为中国做反战宣传。

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洪云飞。途中，他们与日军的一个运输部队遭遇。原田抢夺三斤半的枪鸣枪示意，引起了日军的注意。

在掩护转移的战斗中，秤砣后胸部中弹。洪云飞害怕再被日军袭击，要求放弃重伤员，马海德坚持要救秤砣。

在日军搜索队离他们只有五里路左右的时候，李宁远和洪云飞带领大部队先撤退，只留下少数战士掩护马海德为秤砣队长做手术，凌护士长也留下来帮助他。马海德不顾敌人临近的危险，坚持要做手术，为秤砣队长取出弹片，挽救了他的生命。

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国民党军校学习，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，放了苏菲。

马海德不仅是中央领导的保健医生，还是建设陕甘宁边区医院的医疗顾问。中央为他又配备了一位炊事员兼马夫韩得牛，照顾他的生活。他也为陕甘宁边区医院的建设积极策划，并写了一份详尽的报告书给李宁远副院长。李宁远看过后表示他的报告书里添制两台X光机、紫外线灯等这些设备不现实，不符合陕甘宁边区的实际条件。不仅发电设备无法供给充足用电，而且还没补充到边区医院现在最缺乏的手术器械、医疗药品等。马海德不同意李宁远的说法，和他争吵起来。他觉得这些都是一个正规医院必备的物品，他在上海的诊所都有这些设备。

傅连璋院长和马海德耐心解释，他才知道意识到眼前的困难。根据边区实际情况，修改自己的报告书后，马海德给在香港的宋庆龄写信，希望得到经费、药品和医疗器械的援助。宋床龄派人从美国采购他们所需的物资，寄到香港后，转运至西安，再送回延安。

马海德为了给毛泽东放松精神，做了一个乒乓球桌和一副球拍，每天按时拉着毛泽东打球，锻炼身体。马海德遇到了为毛主席看病的陕北著名中医李鼎铭，早被中医的草药和银针的神奇功效迷住的马海德，立即拜他为师学习中医。

马海德认真向老中医李鼎铭学习中医理论知识，研究《黄帝内经》和《人体穴位图》。还以自身为实验对象，给自己的手扎针，却因为扎错穴位，晕倒了，三斤半哭着找来了李宁远。李宁远为他扎针治疗后，马海德醒了过来。李宁远被马海德的学习精神感动，答应教马海德针炙知识。

陕甘宁边区政府主席林伯渠到李宁远的办公室，专程找马海德为他看病，李宁远略显尴尬，并派人去喊马博士。马海德奉行看病 “先来后到”，病人有“轻重缓急”，“病人在医生眼里是平等的”，并没有放下正在诊断的老大娘，而是要林伯渠等一下。林伯渠有要事在身，先走了，并给马海德留下一本他的重庆朋友托人带来的书。李宁远为此事和马海德争执起来，马海德再一次阐叙自己“病人没有高低贵贱之分”的观点，凌护士长表示赞同。

原来重庆的朋友带来的书，竟然就是当初和马海德一起来陕北体验生活的美国记者斯诺写的《红星照耀中国》，马海德非常激动，觉得这是一本记录“我们的历史”的伟大的书。

美加援华医疗队到达延安，队长是加拿大共产党人白求恩，中央决定由马海德负责接待和陪同。白求恩为了挽救更多战士的生命，不愿意多加休息，随行的医疗设备一到就急忙上前线为伤员做手术。

马海德在上海介绍他认识马列主义的老朋友艾黎到了延安，马海德请艾黎到家里吃饭。这时，有病人要求出诊。马海德吩咐韩德牛准备饭菜照顾艾黎，自己背上出诊箱出发了。艾黎看到马海德每天这样辛苦地巡诊，并了解到马海德不要中央给他的十元补贴，而只要求和毛泽东他们一样每月五块钱，生活十分艰苦，被他的无私精神所感动.

马海德刚出诊回来，又有一个病人家属早早在家里等候了。

原来这个人并不是请马德海去看病，而是调解家庭矛盾。有一家人的男人打女人，女人要跳崖，请马德海去主持公道。三斤半对艾黎说，还有人家里丢了马，也请马德海去寻找，就因为他是博士。艾黎感概地说，马博士现在不属于自己，属于人民，因为人民都喜欢他，需要他，这里的人把马海德当成万能博士了。临走时，艾黎看到马德海生活条件太艰苦了，拿出二百法郎给韩得牛，让他给马博士改善生活。马德海从老乡家回来后，稍做休息，又急忙赶去新华社广播电台，做英文广播到深夜，节目播完后，没来得及吃晚餐，就累得在播音室睡着了。

在给鲁艺巡诊时，马德海遇见洪云飞，并请他吃饭。在谈上海生活时，马德海说到了自己见过宁英被枪决，让洪云飞吓一跳。谈到苏菲时，马德海说还有一副手坠要还给她，洪云飞说，你很快就会遇见苏菲的。马德海并不相信。

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，见到在上海的师长他们很高兴。苏菲、刘静云和徐士威被分配到鲁艺戏剧系，袁梦云被分到女大，为此袁梦云很不高兴。

参加过红军长征的首长郑风，病得吃不下饭，医院开会研究病情。李宁远认为边区医院没有合适的手术室，也没有有经验的医生，如果动手术会有风险，应该送去苏联。马德海认为病人已经很虚弱，不能做长途跋涉，应该尽最大的努力在边区医院手术。这时，郑风写条子指定马海德给他做手术，手术过程中，马德海发现郑风得的是癌症，恶性肿瘤已经在身体里转移，生命无多。李宁远对马海德很有意见。