La vita del professor Andrea Fanti, brillante primario di Medicina Interna, è sconvolta quando il padre di un paziente morto nel reparto gli spara un colpo alla testa. Andrea sopravvive allo sparo, ma perde la memoria degli ultimi dodici anni di vita. Quando si risveglia fatica a riconoscere i suoi colleghi e la sua famiglia.
Andrea torna in reparto come aiutante degli specializzandi, che fino a poche settimane prima erano terrorizzati da lui e che faticano ad abituarsi all'inaspettato rovesciamento dei ruoli. Mentre cerca di riconquistare l'ex moglie, la collaborazione con Giulia sul caso di un giovane manager si rivelerà ostica e ricca di sorprese.
L’arrivo di un malato particolarmente importante per Giulia esaspera la competizione fra gli specializzandi e Andrea ha l'occasione di iniziare a conoscerli veramente. Nel frattempo, coinvolge il reparto nella ricerca della password della sua mail che potrebbe aiutarlo a ricostruire una parte fondamentale del suo passato, ma che qualcuno vuole nascondergli a tutti i costi.
Giulia riporta Andrea in reparto per una paziente che chiede di essere visitata esclusivamente da lui e che n on sa delle sue attuali condizioni. Un errore causato dalla sua amnesia mette però tutti gli specializzandi sotto pressione. Intanto, Alba è costretta ad affrontare il rancore che prova nei confronti di sua madre
Un episodio speciale ambientato dieci anni prima. Andrea, ancora insieme alla famiglia e medico entusiasta, ha per la prima volta l'occasione di fare un salto di carriera. Tenere insieme tutto però non è semplice: la competizione con il suo collega Marco, in cui si trova improvvisamente coinvolto, rischia di fargli perdere di vista chi è veramente.
L'arrivo in reparto di Carolina, colpita da una patologia misteriosa, fa esplodere una serie di conflitti tra Andrea e Agnese che li dovranno superare insieme per il bene della figlia. L'attenzione dei giovani specializzandi, invece, è richiamata da un'appariscente influencer e Alba non riesce a nascondere la sua gelosia nei confronti di Riccardo.
Andrea è certo di aver finalmente fatto breccia nel cuore di Agnese e, sull'onda del romanticismo, propone di organizzare un matrimonio in reparto per un paziente in condizioni critiche. Nel frattempo, un'inaspettata proposta di Gabriel rovescia gli equilibri all'interno del gruppo degli specializzandi. .
A partire dal ritrovamento della cartella clinica del paziente deceduto per errore, Andrea tenta di ricostruire cosa è accaduto prima dello sparo che ha cancellato i suoi ricordi. Marco, responsabile di quel decesso, e Agnese si dimostrano poco collaborativi. Alba e Riccardo faticano a ristabilire il loro rapporto e anche tra Gabriel ed Elisa le cose si complicano.
Un incidente ferroviario trasforma il reparto di Medicina Interna in un Pronto Soccorso improvvisato. Tutti i medici sono chiamati a dare il massimo per far fronte all'emergenza. Fra i feriti, arriva una ragazza che riapr e un capitolo importante del passato di Riccardo che il ragazzo credeva chiuso per sempre.
L'arrivo in ospedale della sorella maggiore di Elisa, un'attrice simpatica e affascinante, rende la giovane specializzand a inspiegabilmente ancora più acida e scontrosa. Andrea continua a scavare negli anni che l'amnesia ha cancellato, mentre Agnese non riesce a nascondere la gelosia per la crescente vicinanza tra Giulia e Andrea
Lorenzo si trova nuovamente alle prese con la sua ex, Chiara, quando quest'ultima viene ricoverata per overdose. Marco e sua moglie si sentono sempre più minacciati dalle ricerche che Andrea sta portando avanti sul Satonal, il medicinale sperimentale che sembra aver causato diversi decessi. Gabriel, invece, deve spiegare alla sua comunità che ha intenzione di fermarsi a vi vere in Italia.
Andrea si trova nell'occhio del ciclone nel momento in cui un ex specializzando lo accusa di aver falsificato i dati di u na sperimentazione farmaceutica: incapace di difendersi a causa dell'amnesia, cerca conferme nelle persone che gli sono vicine. Nel frattempo, Lorenzo deve combattere per far inserire Chiara nella lista dei trapianti e Agnese ha un improvviso malore.
Le condizioni di Agnese peggiorano rapidamente e Andrea trova l'appoggio di tutto il reparto per cercare di scoprire la malattia di cui soffre. Ma le accuse di un suo coinvolgimento nella falsificazione dei dati sulla sperimentazione farmaceutica che gli vengono mosse rischiano di allontanarlo dall'ospedale definitivamente.
Febbraio 2020. Doc è determinato a tenere insieme la sua squadra, che sta andando in pezzi: Giulia si trasferirà a Genova, Lorenzo forse lascerà la medicina, Gabriel è in partenza per l'Etiopia e anche Elisa non sembra più interessata al reparto. Persino Carolina non vuole saperne di Medicina Interna, con grande dispiacere del padre, il quale nel frattempo sembra non voler rinunciare ad Agnese. Ma un nuovo virus dalla Cina arriva a sconvolgere i piani.
Mentre l'inchiesta condotta da Caruso entra nel vivo e i segreti della pandemia iniziano ad emergere, Andrea affronta una scelta difficile: per riavere il primariato deve sostenere dei test, ma se fallirà non potrà mai più fare il medico. Carolina, legatasi molto a Riccardo durante l'emergenza, forse vorrebbe da lui qualcosa in più dell'amicizia.
Occupandosi del caso di un giovane fenomeno del tennis, Andrea è costretto a chiedersi se valga la pena smettere di essere "Doc" per perseguire il primariato. Carolina intanto soffre nel vedere Riccardo con Alba. Gabriel non si presenta all'appuntamento con la nuova psicologa dell'ospedale, Lucia Ferrari, dalla quale l'ha mandato Enrico.
Mentre tra Doc e il chirurgo Valenti scoppia una piccola guerra a causa di Carolina, Doc deve affrontare il caso di un ragazzo con genitori molto presenti ed è costretto a mettersi in discussione come padre. Intanto Gabriel ed Elisa seguono il difficile caso di uno chef stellato un po' troppo aggressivo, che diventa l'occasione per affrontare il loro passato insieme.
Il caso di Silvia, ex specializzanda di Andrea, riguarda da vicino anche Enrico, di cui per la prima volta emerge il passato. Mentre i test di Caruso hanno l’intento sempre più chiaro di mettere in difficoltà Doc, anche Cecilia inizia scoprire il segreto della squadra. Intanto Giulia sta sempre più entrando in confidenza con Damiano, aprendo finalmente con lui una finestra sul passato.
Tutti i segreti vengono a galla in questo episodio evento, omaggio ai medici eroi della pandemia. Si torna infatti ai mesi della prima ondata, per scoprire finalmente il segreto che Doc e i suoi nascondono su quello che è successo nei mesi dell’emergenza e che sembra aver incrinato per sempre il rapporto tra Carolina e suo padre. Si ripercorre anche l’inizio della relazione tra Elisa e Massimo, si va all’origine delle crisi di Gabriel e si scopre finalmente, insieme a Riccardo, cosa significa “cane blu”, la formula che i nostri ripetono ogni volta che devono affrontare un ostacolo, una difficoltà.
Per curare una madre carcerata, accusata di aver tentato di uccidere la figlia, Doc deve combattere contro i pregiudizi dell'intero ospedale, proprio mentre lui stesso viene preso di mira dall'inchiesta. Doc e Agnese sono inaspettatamente vicini in questa nuova situazione, ma nel frattempo Damiano ha scoperto qualcosa di compromettente su Doc e la sua squadra e deve decidere da che parte stare.
Mentre i nostri medici sono costretti a occuparsi di un paziente che mai avrebbero voluto vedere ricoverato, la frattura tra Doc e Carolina si allarga sempre di più, e Andrea deve fare i conti con sé stesso: è all'altezza di quello che gli altri si aspettano da lui? O è arrivato il momento di arrendersi?
Agnese è sorpresa di trovare ricoverata la madre di Manuel, il bambino che ha in affido con Davide, e con il quale le cose sembrano non andare troppo bene. Agnese dovrà rimettere in discussione tutto quello che crede di sapere, proprio quando Andrea sembra volerle stare più vicino che mai. Mentre le scelte di Damiano sembrano aprire tra lui e Giulia una frattura insanabile, Gabriel finalmente decide di aprirsi con la psicologa.
È il giorno della simulazione di primariato per Doc: Andrea per un giorno torna a indossare il camice, ma un improvviso blackout informatico dei sistemi dell’ospedale lo costringe a una serie di scelte rischiose. Gabriel confessa al reparto una verità dolorosa, ma il lavoro sul caso di una paziente speciale cambierà ancora una volta le carte in tavola. Alba è sempre più in difficoltà con Riccardo, mentre il lavoro fianco a fianco durante l’emergenza crea tra Cecilia e Doc una sintonia inedita.
Mentre i medici sono impegnati a risolvere il delicato caso di un ragazzo sordocieco, Cecilia fa a Doc un’offerta inaspettata, scatenando la gelosia di Agnese e Giulia. Nel frattempo, Riccardo scopre una cosa su Doc che lo mette profondamente in crisi. Gabriel fa una proposta shock a Elisa, mettendola davanti a una scelta difficile. Il ricovero della figlia di Teresa costringe la donna a ripensare se costruirsi una nuova famiglia sia davvero quello che vuole.
Giulia è costretta alla resa dei conti con la sua ingombrante madre quando il compagno di lei viene ricoverato in preda a una sindrome inspiegabile. Proprio quando Doc sembra in procinto di tornare primario, Cecilia scopre qualcosa di compromettente sul suo conto. Intanto, il caso di una giovane paziente con una malattia senza nome spinge Riccardo al suo limite, costringendolo a rimettere in discussione la sua stessa vocazione di medico.
Quando ormai è a un passo dal riavere il primariato, Doc è costretto a una confessione dolorosa davanti a tutto il reparto. Mentre i medici cercano di salvare la vita a un giovane militare con sintomi inspiegabili, Agnese comincia a indagare sull’operato di Caruso. Ma quando un batterio molto aggressivo si diffonde in reparto, tutti i medici devono cambiare le loro priorità.
Chiusi in reparto per una quarantena forzata, i medici sono impegnati in una lotta contro il tempo per fermare un batterio multiresistente che li ha contagiati tutti. Doc propone una soluzione drastica e rischiosa, ma sarà Giulia a dover decidere se fidarsi di lui e affrontare le conseguenze della sua scelta. Nel frattempo, Agnese e Cecilia sono ad un bivio: collaborare per aiutare Andrea o lasciare che le loro divisioni prevalgano.
Indossato di nuovo il camice, Doc deve affrontare il suo primo giorno da primario. Nuove responsabilità da gestire senza mettere in secondo piano i pazienti, nonostante le pressioni della nuova Direttrice Amministrativa, che minaccia di chiudere il reparto. Per fortuna Doc può sempre contare sulla sua squadra anche se Giulia non ha ancora archiviato l’idea di lasciare il reparto e Riccardo viene messo in difficoltà dai tre nuovi specializzandi.
La notizia del nuovo ricordo di Doc scombussola gli equilibri del reparto: Agnese teme che recuperare la memoria possa destabilizzare la nuova vita di Andrea, mentre Damiano è preoccupato per gli effetti che questa cosa potrebbe avere su Giulia. Doc invece è sempre più euforico, anche se non è facile incastrare la terapia prescrittagli da Enrico fra i mille impegni da primario.
Doc scava alla ricerca di nuovi ricordi e, ora che ha finalmente incontrato la sua “vela”, ha una pista chiara da seguire. Al suo fianco c’è Giulia che, oltre ai problemi di Andrea e a una direttrice d’orchestra appena ricoverata, deve però pensare anche alla sua carriera. Nel frattempo, in reparto finisce anche un famoso travel blogger, che viene affidato alle cure di Federico. Un incontro che rischia di creare più di qualche problema.
Mentre viene ricoverato un panettiere con strani sintomi, la ricerca della memoria di Doc arriva a un punto morto. Forse però Andrea ha trovato una nuova “vela”: il concorso di cori in onore di Mattia che si terrà a breve. E così, mentre lui cerca di convincere Agnese ad accompagnarlo, in reparto Federico finisce sotto pressione e Riccardo si trova ad affrontare un caso che lo manda in crisi e spinge al limite il suo rapporto con Martina.
Dopo un nuovo ricordo, Andrea fatica a credere a quello che la sua memoria sembra suggerirgli, al punto da chiedere a Enrico di sospendere la terapia. Anche in reparto la situazione non è certo tranquilla perché, oltre a Rita, una giovane ragazza che rifiuta la chemioterapia, Andrea e la sua squadra si trovano a doversi occupare del caso di una paziente che conoscono fin troppo bene.
Dopo le ultime rivelazioni, Doc vede crollare alcune delle certezze che aveva sul suo passato. Per fare chiarezza su quanto sia successo, trascina nella sua ricerca anche Giulia, messa in crisi dall’idea che la sua relazione con Andrea fosse basata su una menzogna. Problemi con il passato sembra averli anche Angelo, un paziente ricoverato all’Ambrosiano, le cui condizioni costringono Martina a dare prova di tutto il suo talento.
Le sedute di terapia con Enrico sembrano avere degli improvvisi effetti collaterali su Doc, che vede messa in discussione la sua capacità di occuparsi dei pazienti. E se Agnese coglie la palla al balzo per stroncare la sua ricerca sul passato, Giulia è convinta che Andrea non debba demordere, nonostante i problemi personali che si trova ad affrontare: in reparto viene infatti ricoverato suo fratello Fabio.
Doc sa finalmente come rintracciare la donna che sta cercando, ma deve prima trovare il coraggio per farlo. Nel frattempo, in reparto, Riccardo si trova ad affrontare il caso di un indisciplinato personal trainer, mentre Damiano deve fare i conti con il ricovero di una modella, che scopre essere la fidanzata di suo fratello Samuele con i quale non ha rapporti da anni. Un caso che rischia di riportare alla luce antichi rancori familiari.
La paura di scoprire il terribile segreto che si annida nei suoi ricordi è troppo forte per Doc. Questo rifiuto della verità, però, lo spinge ad allontanarsi dal suo reparto, con gran sorpresa di Giulia, che deve fare i conti con una paziente che, proprio come Andrea, sembra nascondere qualcosa nel suo passato. Nel frattempo, Enrico deve fronteggiare i continui assalti di Barbara, l’assistente di Doc, che forse nascondono più di una semplice infatuazione.
Doc e la sua squadra entrano in competizione con un’intelligenza artificiale: devono trovare la diagnosi corretta per una paziente prima che a farlo sia un computer, se non vogliono essere sostituiti da una macchina. A Martina viene invece affidato un caso che la costringe a fare i conti con la propria coscienza, mentre Agnese viene messa davanti a una terribile decisione per proteggere il segreto nel passato di Andrea.
Le parole di Agnese hanno creato una frattura fra lei e Andrea, che deve fare anche i conti con la lontananza da Giulia, in trasferta a Roma per la sua ricerca. In reparto la situazione è al limite: Teresa deve fare miracoli per trovare un posto per la figlia di Diana, donna rincontrata dopo anni da Andrea, ricoverata nonostante i dubbi della madre. Anche Elisabetta, paziente seguita da Damiano, viene ammessa in reparto dopo alcuni giorni di malessere che potrebbero essere spia di un problema ben più grave.
Un violento terremoto semina il panico all’Ambrosiano: Lin teme che possa essere successo qualcosa alla sua famiglia; Ric arriva a una decisione sulla proposta fatta da Laura, nuotatrice paralimpica; Federico deve effettuare un intervento per cui non si sente pronto; Martina fa un incontro che rischia di portare a galla il suo segreto; Giulia, invece, deve gestire il reparto perché Doc è bloccato in un ascensore e deve salvare una paziente incinta.
Manca sempre meno alla scadenza per presentare la ricerca, ma Giulia sembra avere la testa da tutt’altra parte. Anche Doc fatica a gestire i mille impegni: c’è la riunione con i finanziatori e poi c’è Carolina, in città per qualche giorno. Tutto rischia però di passare in secondo piano quando viene ricoverata la sorella di Lin. Un caso che costringerà la specializzanda a fare in conti con la sua famiglia e in particolare con suo padre.
Giulia deve prendere una decisione sulla sua vita personale che avrà conseguenze anche sulla sua carriera. E mentre Martina affronta l’esame più difficile della sua vita e Damiano si prende cura con delicatezza di Elisabetta, Riccardo si occupa di un caso che lo costringerà a fare i conti con il fantasma di Alba. Lin e Federico, invece, si rimettono all’opera sul database, ma rischiano così di avvicinare Doc alla verità che Agnese gli ha tenuto nascosta.
Marzo 2011. Andrea è costretto a fare i conti con la malattia di Agnese, ma un’inaspettata notizia dall’America riaccende le speranze. In ospedale il neo-primario viene messo invece in difficoltà da un caso dalla diagnosi difficile, che costringerà qualcuno a un terribile compromesso. Nel frattempo, a Lorenzo viene affidato il signor Gianfranco, un paziente arrivato da una RSA a cui è stato prescritto un medicinale in dosi eccessive.
In reparto è arrivato il momento della verità. Mentre Federico affronta il suo ultimo giorno all’Ambrosiano e Martina prende una decisione che lascia di stucco il resto della squadra, Doc deve fare i conti con la verità che Agnese gli ha raccontato e che l’ha costretto a cambiare prospettiva sul suo passato. È convinto che non possa andare peggio di così almeno fino a quando viene ricoverato l’uomo responsabile di tutto. Il suo peggior nemico.