由于红军缺少医生,红军医院李宁远主任原来是学兽医的,但在实践中积累了很多经验,特别是骨科很拿手,人称李一刀,很受战士和老百姓的尊敬。马海德听说李宁远是兽医出身,感到很惊讶,不由得笑起来,让李宁远有点生气,以为正规医科大学毕业的马德远在嘲笑自己。马德海向李主任道歉。
由于医疗条件有限,红军的伤员都分散在老乡家里,李主任带马德海查看红军设在老乡家的流动病房,不仅卫生条件差,而且没有专业的护理人员,仅仅是农妇用熬制的中药为伤员清洗伤口,伤员多有感染,马德海为此非常生气,误以为李主任没有医生对伤员的责任心,李主任激动地解释,在没有经费、药品、医生、护士的情况下,这是不得已而为之。
晚上休息的时候,警卫员三斤半对马德海说,他小时候受伤,也曾被郎中用中草药治好过,让马德海反省自己是不是误会了李主任。而李主任也在虚心向医院里会英语的大夫请教,想学习英语,提高自己,看懂药瓶上的英文。
斯诺的随地调查采访即将结束,他还将赶往保安对毛泽东做一个深度采访,争取在年底向全世界发布这篇重要的通讯报告。马德海从上海带来的药品也即将用完,需要他继续回上海为红军苏区采购药品,他们二人相约离开。
乡亲们得知马德海即将离开,纷纷拿出家里最珍贵的东西,赶来为他送行,感谢他无私为大家医治伤病。马德海说自己是红军一员,要用红军的纪律来要求自己,不收老乡一份礼物。
临行前夜,马海德觉得这里的情况需要自己,突然决定不走了,他把筹集医疗器材和药品的单子交给了斯诺,并嘱咐斯诺不要在通讯报告中写他的情况,以免在美国的家人受牵连。
红一、二、四方面军即将大会师的消息传来,马海德随红军医院向甘肃会宁进发。途中遇到敌人围攻,李主任命令大家在离战场15里外的地方扎营,并安排一个帐篷给马海德休息,他自己上战场去指挥抢救伤员。
马海德不愿意自己置身战场之外,执意要上战场参与抢救伤员。为了保护马海德,通讯兵三娃不幸被炸弹炸死,光荣牺牲,马海德悲痛万分。李主任说他不是红军,是外国友人,需要受到保护,这也让马海德感到失落。
马海德和李主任一起向周恩来和彭德怀请求处分。马海德认为自己身为红军顾问,却没有及时上战场救治伤员,很不应该。周恩来说他作为红军急需的人才,应该珍惜自己的生命,完成自己的使命,不能牺牲。马海德才认识到自己的错误,不听劝阻,私自上战场,让三娃为掩护自己牺牲了生命。
马海德被红军的精神所鼓舞,要求加入红军,周恩来发了一套红军军服给他,他非常爱惜。军队文工团邀请马海德教她们跳美国舞,恍惚中,他想起了心爱的苏菲。
苏菲和同学在深夜的上海街头张贴传单,被警察盘查,幸好遇到表哥,才替她们解了围。在围观人群,苏菲发现警察把洪云飞抓走了,她以为是宋贞娣告密,感到很气愤。
1936年10月,马海德所在的红军一方面军和二、四方面军在甘肃会宁胜利会师,马海德为自己亲历见证这一伟大时刻而感到激动兴奋,他终于见到朱德总司令长和贺龙将军。彭德怀决定把马海德的坐骑从驴子换成更舒服的马。贺龙答应马海德,只要能骑他的马跑一圈,就把自己的好马送给他。马海德在三斤半的帮助下,胆颤心惊地骑了一圈。
红军总医院院长傅连璋与陈真仁主任结婚,来邀请马德海参加婚礼,警卫员三斤半说马博士每次参加完婚礼总是触景生情,想起自己心爱的姑娘苏菲,傅院长误以为是他认识的一位已经结婚的苏菲。婚礼上朱德彭德怀发言后,马德海说,自己的一个梦想和愿望是找一位中国姑娘做妻子。
西安事变后国共谈判,国民党允许共产党成立边区政府,党中央指挥部将迁移到延安。行军路上有一位战士晕倒,在没有药品的情况下马德海束手无策,张大夫用几根银针就让战士苏醒过来,还说自己这点简单的中医术是李主任教的。马德海感觉到针炙的神奇,并且对李主任刮目相看,想向李主任学习针炙。李主任以马博士是学习西医的,不能理解中医理论为由,拒绝向马德海传授针炙。
苏菲遇见从监狱释放出来的洪云飞,他称是西安事变引向的国共合作把他放出来的,并说宋贞娣是叛徒。苏菲和同学来到穿着裘皮大衣、住在洋房里的宋贞娣,质问她为什么叛变。宋贞娣提醒苏菲,不要太幼稚,随便相信别人,暗示她当心洪云飞。
马德海无意中听三斤半说苏菲已经嫁人了,伤心痛苦,去找傅院长求证。
马海德回到延安,根据自己的实地考察,写了一份详尽的《苏区医疗卫生工作考察报告》,既肯定了红军医院的现有成绩,也提出了改进苏区医疗卫生工作的建议。之后,他被任命为军委卫生部顾问,并批准他加人中国共产党。
中央派马海德回上海,假借在西安开办医院为名,采买物品,帮助苏区解决药品和医疗器械短缺的问题,马海德欣然受命。
回上海之前,警卫员三斤半建议马德海不要带走手坠和相片,理由是因为苏菲已经嫁人。
马德海回到上海,见到宋庆龄,说明了红军现有缺医少药的情况,急需建立正规医院,成立医护学校,请求得到国际社会的援助。
苏菲一直陷入误会当中,把洪云飞当成受迫害的人,同情下不禁产生了感情,想向马德海要回手坠。苏菲的同学找到马德海的诊所帮她要手坠,马德海终于知道他的苏菲并没有嫁人,感到非常激动。马德海找到苏菲的学校,见到苏菲,并邀请她和同学吃饭,可是,并没有一个人来赴约。
马德海找到美国领事馆的朋友,假称自己要在古都西安开一家诊所,并拿出一万美元购买药品和医疗器械,朋友欣然同意。
日本侵略者对中国军队发动了进攻,上海日租界的日军也加强了戒备,马海德必须马上离开上海。苏菲的学校也接到上级命令马上转移。马海德去学校剧社和苏菲道别,却发现已经人去楼空。马德海和苏菲再次失去了联系。
马德海带着药品回到延安,发现三斤半把苏菲的手坠送给了凌护士长,希望促成马德海和凌护士长的姻缘。虽然凌护士长表示同意,马德海还是委婉拒绝了凌护士长,并要回手坠。
马德海给一位伤员手术时发现,因为路上用了二十个小时,伤员已经错过了治疗时间,不幸牺牲。马德海为了抢救更多伤员的生命,建议将野战医院手术室设立在战场附近的隐蔽场所,却因为转移不便太危险,受到李宁远副院长的反对。
抗日战争爆发,红军改编为八路军,向山西前线开拔,受到总司令的首肯,马海德亲自带领一支医疗小分队跟随部队上了战场。