脳神経外科医の橘志帆（吉田羊）は、どんな難しい手術も成功させるゴッドハンドの持ち主。ある日、手術中に幻覚を見たことから医師を辞めようと決意するが、恩師の北畠昌幸（高橋克典）から、オペをしないことを条件に、解析診断部の診断医として自分が院長を務める東光大学病院に来ないかと言われ、その誘いを受けることに。しかし、病院では北畠の失脚を望む医師たちも多く、院長の座を狙う解析診断部のチーフで内科医の岩倉葉子（伊藤蘭）や事務長の佐々木進也（戸次重幸）が北畠を更迭させようともくろんでいた。
勤務初日、通勤途中の志帆は腹痛を訴え吐血した保育園児の増山宏太（五十嵐陽向）に遭遇。東光大学病院に搬送すると、胃の中に釘が入っていることが判明する。志帆は、その場にいた研修医の田丸綾香（吉岡里帆）や救命救急医の里見藍（白鳥久美子）、外科医の新田雪野（相武紗季）らにテキパキと指示を出すが、志帆の配属を聞かされていなかった岩倉は怒り心頭。北畠への怒りをあらわにする。
処置が終わり、病理医の植松結衣（滝沢沙織）と神経内科医の村上夏海（笛木優子）が事情を聞きに行くが、宏太は何も答えない。一方、志帆は宏太の母親で料理研究家の美希（堀内敬子）の元へ向かい、今回の状況からは虐待も考えられると話し、わざと美希を怒らせる。その荒っぽいやり方に戸惑う綾香は、看護師の藤本修二（池岡亮介）や渡辺弘（五十嵐健人）にグチをこぼすが、そんなことお構いなしの志帆は、手術で宏太の胃の中から出てきたある物について、詳細を調べるよう綾香に指示する。やがて、自分に好意を抱く製薬会社のＭＲ・宮部航平（庄野崎謙）に協力を依頼した綾香は、志帆に指示されて病室の宏太を監視。すると、驚くべき光景を目の当たりにし、その結果、病名も明らかになる。しかし、しばらくすると宏太の容態が再び悪化し、今度はなぜか美希も同じ症状を発症して…。
一方、部内で唯一、志帆の実力を知る雪野は、なぜ志帆がメスを握らないのか疑問に感じていた。そんな雪野の様子を、心臓血管外科医の高杉祐樹（小林且弥）は物珍しそうに見ていて……。
メディカルチームレディ・ダ・ヴィンチの診断
更新日 : 2016/10/07 13:59
