医療ジャーナリストの狩岡将貴（柄本佑）は、日課のランニング中の公園で、白衣だけを身に着けて倒れている女性（浜辺美波）を見つける。

幼なじみの内科医・高森麻里亜（瀧本美織）に助けを求め病院へ運び込むと、女性は自らを「白夜」と名乗り、急患に対する外科の診断を「誤診です」と指摘する。まるで医療関係者のようだったが、驚異的な医学知識とは裏腹に、白夜はそれ以外の記憶をすべて失っていた。将貴は、友人で刑事の奥村淳平（宮田俊哉）に白夜の素性を調べてくれるよう頼み、白夜をひとまず自宅へと連れて帰る。将貴と2人暮らしをしている妹の狩岡晴汝（岡崎紗絵）は、一般常識すら持ち合わせていない白夜を歓迎し、何かと世話を焼く。

翌日、買い物に出かけた先で、白夜は見るものすべてに興味を示すが、突然、体調が急変する人を目の当たりにする。搬送された高森総合病院で、白夜は医師たち相手に驚きの行動に出る！