神经外科医生霍思邈（吴秀波饰）因工作繁忙和女友告吹，与科室同事美小护（海清饰）的感情微妙萌动时，黄菁菁（韩雨芹饰）因母亲住院来到医院，霍思邈对她一见钟情，美小护藏起心中真意，帮霍思邈出谋划策。为帮助霍思邈追求黄菁菁，师弟郑艾平（翟天临饰）为黄菁菁母亲检查，不想在她脑中查出肿瘤。霍思邈坚持手术，师兄刘晨曦（张嘉译饰）却误解霍思邈此举是出于私心；另一方面，刘晨曦的女儿因肾衰竭长期透析，可他坚守职业道德，几次与肾源失之交臂。刘晨曦的女儿最终等来了肾源，黄菁菁母亲的手术也让刘晨曦意识到自己对霍思邈的误解，诚挚道歉。这些医生和护士们的医术和医德在医院里成长着，完善着医界的“仁心仁术”。
吴秀波 饰 霍思邈
简介 二师兄、老二、邈邈、老板、霍教授
海清 饰 美小护
简介 特殊巡护、美小护、梅晓沪
张嘉译 饰 刘晨曦
简介 老大、大师兄、曦曦、刘教授
王维维 饰 赵文谷
简介 刘晨曦的老婆
张子枫 饰 南南
简介 刘晨曦的女儿
翟天临 饰 郑艾平
简介 老三、平平、小艾平
姜晓冲 饰 杜丰生
简介 霍思邈的学生
孙仲加 饰 宗小满
简介 大师兄的学生
杨紫 饰 张晓蕾
简介 护士,郑艾平前女友
韩雨芹 饰 黄菁菁
简介 VIP;黄菁菁
出品人
任仲伦、黄晖、吴宏亮
制作人
吕超
监制
刘璋飙、王国猛、孙昊
霍思邈
演员 吴秀波
作为神经外科医生的他因工作繁忙屡屡恋爱失败，感情受挫时，与科室同事美小护的情感发生着微妙地变化，而此时，女演员小芹因母亲生病来到医院，他对小芹一见钟情，在经历了跟小芹荡气回肠的激情之后，渐渐明白了爱情的真谛，开始了与美小护的恋情。
美小护
演员 海清
年轻貌美的神经外科护士，她暗恋帅气的医生霍思邈，在霍思邈追演员小芹的时候，她藏起了心中真意为霍思邈出谋划策。他们有着友情以上的恋人未满的小暧昧，最后开始了真正的恋情。
刘晨曦
演员 张嘉译
是个中规中矩的医生榜样，整个医疗团队的老大哥，以仁心仁术受到同行和患者欢迎。同时他也是一个慈父，女儿身患肾衰竭，急需找到合适肾源做移植手术，面对多次因职务之便而唾手可得的换肾机会，陷入了职业道德约束与救女心切的选择困境。
郑艾平
演员 翟天临
博士生、住院部医生，原本是刘晨曦的学生，后来被刘霍的老师王教授收为学生，论学历超过霍思邈和刘晨曦，但因为制度而至今只是个住院部医生连主刀资格都没有。心中有梦追求真爱，最后从一个住院医生成长为一名主治医生。
赵文谷
演员 王维维
刘晨曦的老婆，南南的妈妈，面对身患重病急需换肾的女儿，一人扛起照顾病中孩子的重任，并且一直不间断、不放弃地与丈夫一同为孩子寻找肾源。
南南
演员 张子枫
赵文谷和刘晨曦的女儿，虽然年龄不大，但身患肾衰竭的小姑娘面对病魔乐观坚强，身患重病，坚强懂事，在病房中做鬼脸安慰病房外忧心的父母。
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