エースこと波佐間永介（妻夫木聡）は、表の顔はパティスリー「カーサブランシェ」のパティシエ、裏の顔は法外な報酬と引き換えに違法なオペをする闇医者チームの執刀医である。 ある日、副総理の羽場（伊武雅刀）が脳神経を断裂し大学病院に運ばれた。一命は取り留めたものの、院長の剣持（鹿賀丈史）から「二度と歩くことはできない」と告げられる。 憤慨する羽場の前に、ジョーカー（藤原竜也）が現れた。彼は患者にエースのオペの条件を提示する交渉人だ。交渉が成立するかと思った矢先、エースが現れ「お前に生き延びる価値はあるのか？」と問う･･･。 その様子を、闇医者チームのメンバーである凄腕オペナースのクイーン（松下奈緒）と若き万能ハッカーのスペード（日向亘）がモニターで見守っていた。 闇医者チームの次なるターゲットとなったのは投資家の渋谷（池松壮亮）。渋谷は、突然の余命宣告を受け人生に絶望していた。失意の渋谷に、エースら４人の闇医者チームは……！？
ジョーカー（藤原竜也）と深く関わる、千秋（市川由衣）が、一人息子（相澤壮太）を城和大学附属小学校に裏口入学させるため、２億円を用意して欲しいとジョーカーのもとを訪ねて来る。 その城和大学は近年、坊城理事長（柄本明）による裏口寄付金プロジェクトで莫大な金を得ていた。 金の亡者となった坊城理事長は、副理事長で息子の康之（三浦貴大）にその座を降ろされた上、ガンで余命数か月と宣告される。 しかし、交渉のため現れた闇医者チームのジョーカーに、自分が死ぬとしても2億円以上は払えないと断る。 「金のない‘理想’は無意味」と語る坊城理事長に隠された秘密とは？そしてその言葉に引っかかったエース（妻夫木聡）は、果たして坊城の命を救うのか！？
闇医者チームは、とある連続殺人事件を追いかけていた。 警察の捜査が近づく中、ジョーカー（藤原竜也）やクイーン（松下奈緒）の反対を押し切って事件の被害者たちを救い続けるエース（妻夫木聡）。 実は犯人の安達（杉本哲太）もまたエースの患者であり…彼が連続殺人犯になった隠された理由とは？ そして闇医者チームは警察の目を盗んで、安達を救うことができるのか？
天才彫刻家の洋子（美村里江）は、脳腫瘍の摘出手術は不可能であると医師から告げられ、残された時間で最期の最高傑作を作ろうと決意する。 そこにジョーカー（藤原竜也）が現れ、6億円で腫瘍の摘出手術をしてもらう契約を結ぶ。 ところが、洋子のMRI画像を確認したエース（妻夫木聡）は、彼女が腫瘍が原因で発症した後天性サヴァン症候群であることを見抜く。 腫瘍を取り除けば命は助かるが、彫刻家としての才能は失われてしまう。 命か、才能か･･･。 唯一無二の才能を持った洋子の迷いを、クイーン（松下奈緒）は自分のことのように受け止めていて･･･。
仮面のメンテナンスのためクローバー（小林勝也）を訪ねたスペード（日向亘）は、そこでエース（妻夫木聡）とジョーカー（藤原竜也）の過去について聞く。一方、エースは若年性アルツハイマーを患う渚（小島藤子）と夫の健二（高橋光臣）に遭遇し、ジョーカーに手術の交渉を依頼する。交渉中に健二のある秘密が発覚し…そこから闇医者チーム結成のきっかけとなった、エースとジョーカーの出会いが明らかになる…！
ジョーカー（藤原竜也）が挙げた次の患者候補は、パティシエの嶋崎（鶴見辰吾）。 人生の苦難を乗り越え世界的なパティシエとなるも、病に侵され余命宣告を受けた嶋崎。 彼は、エース（妻夫木聡）の店の常連客・水面（當真あみ）の父親でもあった。 水面の様子に異変を感じていたエースは、その原因を探るため、クイーン（松下奈緒）に調査を依頼する。 そして事情を知ったエースは、嶋崎に“生きる価値”があるのか、娘である水面に命の選別を迫るのだった・・・。
スペード（日向亘）の初恋の人・望月遙（畑芽育）が、校舎から飛び降りて意識不明の重態となった。 遙の友人・岡田夏美（池間夏海）は、自殺の原因がクラスメイトからのいじめだったとスペードに伝える。 仮面ドクターズに救いを求める夏美だったが、「自ら死を選んだ人間を救う必要はない」とエース（妻夫木聡）は無慈悲にもオペを断る。 猛反発したスペードは、遙を救おうと単独行動を始めるが、そこで思いもよらない真実と向き合うこととなり・・・。
エース（妻夫木聡）はジョーカー（藤原竜也）に促され、自分が過去に救えなかった命について語り始める。 外科医として自信に満ちていた若かりし頃、天野（妻夫木聡）は「オペは完治の入り口でしかない」と語る恩師・真田（榎木孝明）に反発し、剣持（鹿賀丈史）のいる千代田医大へ籍を移す。 そこで天野は、ドナーを待つ少女の患者と出会い・・・ 若き天才外科医を待っていたのは、あまりにも過酷な運命だった。
剣持（鹿賀丈史）の娘・玲於奈（結城モエ）が、もはや手の施しようのない病状であることが判明した。 玲於奈を救うべきか・・・ 正体が暴かれるリスクを恐れ反対するジョーカー（藤原竜也）と、因縁の相手との直接対決に燃えるエース（妻夫木聡）の意見は、真っ向から対立する。 そんなチーム解散の気配が漂う中、警視副総監・高城（沢村一樹）の指揮の下、警察の捜査が闇医者チームに迫り始めていた・・・
ジョーカー（藤原竜也）がチームを離脱した中、10歳の娘を救ってほしいと母親（徳永えり）から依頼が来た。交渉に向かうエース（妻夫木聡）だったが、結衣に会うと、過去に救えなかった少女と重なり手術ができない状態に。一方、高城（沢村一樹）ら警察の捜査が闇医者チームの目前に迫る中、ジョーカーは自ら高城に“取引”を持ちかける。警察の捜査を掻い潜り、幼き命を救えるのか？そして、チームが向かえる衝撃の結末とは!?
