第1集
1938年3月2日，加拿大籍醫生諾爾曼 白求恩與他的援華醫療隊成員麗薩、布朗等人在山西轉乘火車，向延安方向出發。他們乘坐的夜行貨車遭到日軍的飛機轟炸，白求恩恰好被夾在死人和米袋中間，動彈不得。大量流出的大米引來了八路軍，白求恩也被解救了出來。跟着這班八路軍戰士，醫療隊繼續向陜西方向前進。途中，他們再度遭遇了日軍的轟炸，醫藥箱幾乎都被炸毀，醫療隊的翻譯羅霄也壯烈犧牲。巨大的損失令整支隊伍失去了先前的激昂與活潑，行軍路上大家發現二柱子身受重傷，情況危急。路經山西絳州時，當地的天主教堂為二柱子的手術提供了臨時手術臺，由於沒有排膿管白求恩親自吸出膿血，二柱子得救了。清晨時分，教堂的歌聲和蠟燭喚醒了白求恩遙遠的回憶，他想念他遠在地球另一邊的父親、母親、姐姐、弟弟，想念起發生在教堂裏的點點滴滴。
1905年，少年時代的白求恩剛剛結束中學時代。沉浸在對好朋友查爾斯的姐姐瑪麗的暗戀中的諾爾曼，為了在瑪麗面前逞能弄傷了腰，被父母立即送到了爺爺的診所。
第2集
在跟隨爺爺為希爾登的母親接生的過程裏，諾爾曼目睹了希爾登的母親因為大出血而死，希爾登的父親由於失去了生存下去的勇氣而飲彈自盡，讓他體會到了生死的無常。在爺爺的教誨下，小諾爾曼立志要做一名救苦救難的醫生。
在絳州，醫療隊離開後不久，當地就遭到了日軍的掃蕩，看著遠處炮火連天，白求恩內心感慨萬千。接近延安的路上，延安方面派人迎接醫療隊，徐連長與二柱子一行人也就此與白求恩告白，這讓白求恩第一次在中國體會到不捨的滋味。來到延安後，白求恩就迫不及待地趕到延安八路軍總醫院，然而醫院內的傷員狀況和醫療條件讓他大為震怒。
而少年時代的白求恩還不知道有一位俄羅斯流亡者正走進了瑪麗的心裏，笨拙地向大他6歲的瑪麗表達愛意，卻遭到了婉拒。受挫的諾爾曼只好去找爺爺談心。爺爺帶諾爾曼到湖心划船，並耐心地教育諾爾曼認識愛情認識生命，讓諾爾曼感到內心漸漸敞亮。就在這個下午，爺爺帶着安詳的表情在船上靜靜地死去。
第3集
葬禮上，諾爾曼見到了摘取瑪麗芳心的俄羅斯人加尼特先生，出於對情敵的抵觸心理，諾爾曼對他很不友好。
延安方面為醫療隊住宿安排的窯洞令布朗難以適應，他與白求恩爭執起來，表達了渴望離開的想法。延安的生活習慣和飲食令白求恩和麗薩感到十分新鮮，白求恩為此鬧了不少笑話，但也讓他們很快地與當地百姓打成一片。晨跑的時候，白求恩與毛澤東不期而遇，在不知對方身份的情況下，白求恩大夫對這位偉人充滿了好奇與好感。
夜裏，希爾登與加尼特先生組織的林場罷工活動失敗，加尼特先生遭到了毆打。事後，希爾登讓加尼特先生帶着瑪麗先行一步離開此地，而他自己則因沒來得及逃跑被警察逮捕。
第一次世界大戰在歐洲戰場打響的時候，諾爾曼和查爾斯已是多倫多大學醫學院的學生，他們被戰爭的喧囂所吸引，決定加入援軍的隊伍。去獄中探望希爾登的過程裏，兩人擔心被反對而沒有告訴他這個決定。
第4集
與毛澤東主席的正式會面，使白求恩對這位人民的領袖感到深深的崇敬，他智慧的思想、豐富的知識和幽默的談吐都令白求恩深受感染。他們互相承諾，立即成立並辦好戰地醫療隊。捧着為毛主席繪製的肖像素描，白求恩激動萬分。回到窯洞時已是凌晨3點，白求恩卻迫切地換上了八路軍軍服，一直到第二天，白求恩仍舊對身上的新制服愛不釋手，不厭其煩地在麗薩面前展示着。
去法國參加一次大戰的決定讓親人們驚訝，但他們對於兩個青年人的狂熱與盲目毫無辦法。希爾登出獄後得知弟弟和諾爾曼要去參戰，希望用自己的拳頭和威嚴讓他們敬畏，但他們不變的決心和不參加就鐵定會被列為逃兵的事實，卻讓希爾登束手無策。一年後，戰爭的無情硝煙令身在法國前線的諾爾曼和查爾斯身心俱疲，他們開始懷疑這場戰爭的意義，然而一切都為時已晚……一次任務中，查爾斯被一枚榴霰彈不幸擊中，大出血後潸然離世。好朋友的死讓諾爾曼倍受打擊，一戰結束後他終日與酒為伴、自暴自棄。希爾登與白求恩牧師四處展轉了5年，終於在巴黎找到了諾爾曼，他們希望能夠挽救這顆痛苦的靈魂。
第5集
總務處對於是否要批准白求恩去前線議論紛紛、意見不一，白求恩忍不住衝進會議室陳述自己的理由，他的誠懇與執拗感化了所有人，當即行動得到了批准。布朗再次為彼此間的不同立場與白求恩起了爭執，白求恩最後決定要麗薩同布朗一起留在延安，他一人前往晉察冀組織戰地醫療隊。翌日臨別之際，麗薩穿着整潔的八路軍軍裝宣佈要跟隨白求恩一同去前線，令白求恩很受感動。
離開巴黎後，諾爾曼去了英國，白天是醫生私下裏則做著倒賣藝術品的生意，在倫敦過着沒有目標、放浪形骸的生活。一天夜裏回家的路上，喝得醉醺醺的諾爾曼邂逅了年輕的弗朗西絲，她將諾爾曼送回他和朋友阿蘭 戈登的家。第二天在倫敦中心醫院，諾爾曼被坎貝爾先生斥責為不合格的外科大夫，令他深感挫敗和氣憤。然而與弗朗西絲的再度次邂逅使他很快忘記了煩惱，並滿心歡喜地期待着和她的下次相逢。
行進到晉察冀軍區醫院所在地松岩口時，白求恩一行人再度與二柱子重逢，彼此喜出望外。二柱子帶着他們來到住處，醫生護士及村民們敲鑼打鼓地趕來歡迎他們，鄉里鄉親把院子圍得水泄不通。