第1集
1938年3月2日，加拿大籍医生诺尔曼·白求恩与他的援华医疗队成员丽萨、布朗等人在山西转乘火车，向延安方向出发。他们乘坐的夜行货车遭到日军的飞机轰炸，白求恩恰好被夹在死人和米袋中间，动弹不得。大量流出的大米引来了八路军，白求恩也被解救了出来。跟着这班八路军战士，医疗队继续向陕西方向前进。途中，他们再度遭遇了日军的轰炸，医药箱几乎都被炸毁，医疗队的翻译罗霄也壮烈牺牲。巨大的损失令整支队伍失去了先前的激昂与活泼，行军路上大家发现二柱子身受重伤，情况危急。路经山西绛州时，当地的天主教堂为二柱子的手术提供了临时手术台，由于没有排脓管白求恩亲自吸出脓血，二柱子得救了。清晨时分，教堂的歌声和蜡烛唤醒了白求恩遥远的回忆，他想念他远在地球另一边的父亲、母亲、姐姐、弟弟，想念起发生在教堂里的点点滴滴。
1905年，少年时代的白求恩刚刚结束中学时代。沉浸在对好朋友查尔斯的姐姐玛丽的暗恋中的诺尔曼，为了在玛丽面前逞能弄伤了腰，被父母立即送到了爷爷的诊所。
第2集
在跟随爷爷为希尔登的母亲接生的过程里，诺尔曼目睹了希尔登的母亲因为大出血而死，希尔登的父亲由于失去了生存下去的勇气而饮弹自尽，让他体会到了生死的无常。在爷爷的教诲下，小诺尔曼立志要做一名救苦救难的医生。
在绛州，医疗队离开后不久，当地就遭到了日军的扫荡，看着远处炮火连天，白求恩内心感慨万千。接近延安的路上，延安方面派人迎接医疗队，徐连长与二柱子一行人也就此与白求恩告白，这让白求恩第一次在中国体会到不舍的滋味。来到延安后，白求恩就迫不及待地赶到延安八路军总医院，然而医院内的伤员状况和医疗条件让他大为震怒。
而少年时代的白求恩还不知道有一位俄罗斯流亡者正走进了玛丽的心里，笨拙地向大他6岁的玛丽表达爱意，却遭到了婉拒。受挫的诺尔曼只好去找爷爷谈心。爷爷带诺尔曼到湖心划船，并耐心地教育诺尔曼认识爱情认识生命，让诺尔曼感到内心渐渐敞亮。就在这个下午，爷爷带着安详的表情在船上静静地死去。
第3集
葬礼上，诺尔曼见到了摘取玛丽芳心的俄罗斯人加尼特先生，出于对情敌的抵触心理，诺尔曼对他很不友好。
延安方面为医疗队住宿安排的窑洞令布朗难以适应，他与白求恩争执起来，表达了渴望离开的想法。延安的生活习惯和饮食令白求恩和丽萨感到十分新鲜，白求恩为此闹了不少笑话，但也让他们很快地与当地百姓打成一片。晨跑的时候，白求恩与毛泽东不期而遇，在不知对方身份的情况下，白求恩大夫对这位伟人充满了好奇与好感。
夜里，希尔登与加尼特先生组织的林场罢工活动失败，加尼特先生遭到了殴打。事后，希尔登让加尼特先生带着玛丽先行一步离开此地，而他自己则因没来得及逃跑被警察逮捕。
第一次世界大战在欧洲战场打响的时候，诺尔曼和查尔斯已是多伦多大学医学院的学生，他们被战争的喧嚣所吸引，决定加入援军的队伍。去狱中探望希尔登的过程里，两人担心被反对而没有告诉他这个决定。
第4集
与毛泽东主席的正式会面，使白求恩对这位人民的领袖感到深深的崇敬，他智慧的思想、丰富的知识和幽默的谈吐都令白求恩深受感染。他们互相承诺，立即成立并办好战地医疗队。捧着为毛主席绘制的肖像素描，白求恩激动万分。回到窑洞时已是凌晨3点，白求恩却迫切地换上了八路军军服，一直到第二天，白求恩仍旧对身上的新制服爱不释手，不厌其烦地在丽萨面前展示着。
去法国参加一次大战的决定让亲人们惊讶，但他们对于两个青年人的狂热与盲目毫无办法。希尔登出狱后得知弟弟和诺尔曼要去参战，希望用自己的拳头和威严让他们敬畏，但他们不变的决心和不参加就铁定会被列为逃兵的事实，却让希尔登束手无策。一年后，战争的无情硝烟令身在法国前线的诺尔曼和查尔斯身心俱疲，他们开始怀疑这场战争的意义，然而一切都为时已晚……一次任务中，查尔斯被一枚榴霰弹不幸击中，大出血后潸然离世。好朋友的死让诺尔曼倍受打击，一战结束后他终日与酒为伴、自暴自弃。希尔登与白求恩牧师四处展转了5年，终于在巴黎找到了诺尔曼，他们希望能够挽救这颗痛苦的灵魂。
第5集
总务处对于是否要批准白求恩去前线议论纷纷、意见不一，白求恩忍不住冲进会议室陈述自己的理由，他的诚恳与执拗感化了所有人，当即行动得到了批准。布朗再次为彼此间的不同立场与白求恩起了争执，白求恩最后决定要丽萨同布朗一起留在延安，他一人前往晋察冀组织战地医疗队。翌日临别之际，丽萨穿着整洁的八路军军装宣布要跟随白求恩一同去前线，令白求恩很受感动。
离开巴黎后，诺尔曼去了英国，白天是医生私下里则做着倒卖艺术品的生意，在伦敦过着没有目标、放浪形骸的生活。一天夜里回家的路上，喝得醉醺醺的诺尔曼邂逅了年轻的弗朗西丝，她将诺尔曼送回他和朋友阿兰·戈登的家。第二天在伦敦中心医院，诺尔曼被坎贝尔先生斥责为不合格的外科大夫，令他深感挫败和气愤。然而与弗朗西丝的再度次邂逅使他很快忘记了烦恼，并满心欢喜地期待着和她的下次相逢。
行进到晋察冀军区医院所在地松岩口时，白求恩一行人再度与二柱子重逢，彼此喜出望外。二柱子带着他们来到住处，医生护士及村民们敲锣打鼓地赶来欢迎他们，乡里乡亲把院子围得水泄不通。