1938年春天，加拿大籍医生白求恩带着援华医疗队成员丽萨和布朗奔赴延安。医疗队乘坐的火车遭到日军飞机轰炸，八路军徐连长率兵相救并护送他们继续前行。众人再次遭遇日军轰炸，医疗队翻译罗霄牺牲。小兵二柱子为救白求恩身受重伤，白求恩亲自吸出脓血救他脱险。1905年，中学毕业的白求恩暗恋好友查尔斯的姐姐玛丽，他故意逞能伤了腰并被送往爷爷的诊所。
玛丽的母亲难产身亡，父亲也饮弹自尽，白求恩在爷爷教诲下立志做一名救苦救难的医生。白求恩一行历经艰险到达延安，八路军总医院的伤员状况和医疗条件令他大为震怒。少年白求恩向玛丽表白时遭拒，原来玛丽爱上了俄罗斯流亡者加尼特。受挫的白求恩只好找爷爷谈心，爷爷带白求恩到湖边划船并耐心引导终于使他走出阴霾。当天下午，爷爷带着安详的表情在船上逝世。
白求恩和丽萨对延安的生活习惯和饮食感到非常新鲜，他闹了不少笑话并很快与当地百姓相处融洽起来。白求恩晨跑时与毛泽东不期而遇，他在不知对方身份的情况下对其充满好奇和好感。当年玛丽兄长希尔登和加尼特组织的林场罢工失败，加尼特带着玛丽先行一步离开，希尔登被捕入狱。一战打响时白求恩和查尔斯已是多伦多大学医学院的学生，二人决定加入援军的队伍。
