海归派神经外科医学博士沈知鱼来到地方某大医院工作。初一到岗，便完成数例高难度神外手术，因此受到了神外主任兼院长叶南山的器重，并被委以神外副主任的重任，同时还赢得了院长千金叶如琴的芳心。但是，这一切也引起了神外另一副主任马培德的不满。马是叶南山的学生，几年来一直锲而不舍地追求叶如琴，眼看着唾手可得的一切即将被沈知鱼轻而易举地拥有，他对沈知鱼嫉恨交加。
刑警郝敏和公交司机田大宇青梅竹马，正在筹备结婚。田大宇却在此时检查出患有轻微脑瘤，为他做手术的正是沈知鱼。没想到这个简单的手术被马培德在术后用药上动了手脚，引发了并发症致使田大宇死亡。郝敏悲痛万分，沈知鱼也深感愧疚。
尽管专家委员会认定沈知鱼在手术过程中没有任何失误，但是院方为了平息事端，还是赔钱了事，同时停止了沈知鱼的处方权。沈知鱼一下子从高处跌落，精神萎靡。郝敏本来很恨沈知鱼，但是渐渐地，女人和警察的直觉都使她相信沈知鱼是一个好医生，她对沈知鱼说你那双手不应该用来喝酒而应该用来拯救那些痛苦的生命。沈知鱼振作起来，两人从此有了一种难以名状却又注定艰难的情感。也就在此时，他发现田大宇之死其实别有隐情，知情者似乎是护士长杜娟。
马培德没想到杜娟手上竟然会有他的罪证。杜娟离婚后带着五岁的儿子丁丁生活，她一直喜欢马培德，但是苦于马培德喜欢的是叶如琴。此时的马培德为了暂时稳住杜娟转而向她大献殷勤，并表示要和她结婚。但杜娟最终忍受不了良心的折磨，决定向医院说出真相。马培德被逼无奈，决定铤而走险，他利用杜娟青霉素过敏的生理特点，制造了杜娟哮喘发作而死的假象，从而将其杀害灭口。
所有人都认为杜娟的死是一个意外，只有沈知鱼将一切联系起来，指出这是两桩谋杀案。但是除了郝敏以外没有人能够相信他。沈郝两人历尽坎坷对此穷追不舍。在追查真相的过程中，两人也慢慢碰撞出爱情的火花。由于回忆往事所带来的巨大创痛，两人又不得不互相回避。叶如琴对于沈知鱼和郝敏的感情洞若观火，伤心绝望的她答应了马培德的求婚。
婚后的叶如琴从杜娟留给丁丁的一把钥匙中获悉了马培德的秘密，她痛斥马培德，马承认自己因为嫉妒而做出诸多错事，一错再错。就在沈知鱼得知一切真相的时候，他出车祸了。马培德亲自为他手术，将他救了回来，但是沈知鱼却失忆了。为了赎罪，他竭尽全力来帮助沈知鱼恢复记忆，就在沈知鱼想起一切的刹那……