五十嵐唯織（窪田正孝）は、「写真には必ず真実が映る」と信じている放射線技師。アメリカで最も権威ある放射線科医からその才能を認められた唯織は、帰国後、ずっと思いを寄せている幼なじみの甘春杏（本田翼）が放射線科医として勤務する甘春総合病院に採用される。 22年前、杏は、父親の跡を継いで医者になる夢を唯織に話していた。そのとき杏は、病気を見つけるにはカメラマンが必要だから、世界一のカメラマンになってお手伝いをして、と唯織に告げていた。 初出勤の日、唯織はバスで甘春総合病院へと向かう。同じバスには、唯織とともに採用された新人放射線技師の広瀬裕乃（広瀬アリス）の姿もあった。その途中、バス運転手・天野（春海四方）のわずかな異変に気づいた唯織は、救急車を呼ぶよう乗客に呼びかける。唯織は、駆けつけた救急隊員に、血管造影ができる病院へ搬送するよう指示する。 天野は甘春総合病院に搬送された。受け入れたのは救急担当の整形外科医・辻村駿太郎（鈴木伸之）だ。だが、天野は自力で立てるほど元気で……。 甘春総合病院の放射線科は、科長兼診療部長の鏑木安富（浅野和之）のもと、ギャンブル好きの技師長・小野寺俊夫（遠藤憲一）、男勝りな独身女子・黒羽たまき（山口紗弥加）、軒下吾郎（浜野謙太）、威能圭（丸山智己）、悠木倫（矢野聖人）が放射線技師として働いている。彼らの間では、唯織が病院長・大森渚（和久井映見）の隠し子ではないか、という噂も広まっていた。 唯織は、バスの一件で遅刻しながらも、遂に杏と再会を果たす。ところが杏は、唯織のことなどまったく覚え
唯織（窪田正孝）は、甘春総合病院院長の渚（和久井映見）から、放射線科医として働く気はないのか、と問われる。しかし唯織は、医師免許を取ったのは放射線技師として働く上で病気について深く知った方が良いと思ったからだと言って断る。放射線科医とタッグを組めば最高の診断ができるはず、と続ける唯織。その思いを受け止めた渚は、技師として働く以上、周囲に医者であることがばれないように、と釘を刺さした。 ラジエーションハウスの技師長・小野寺（遠藤憲一）は、妻から離婚を突きつけられていたが、それを拒否し続けていた。膝の痛みを訴える少年・健太郎（石田星空）のレントゲン撮影を行った際、離婚したら会えなくなるかもしれない息子のことを思い出す小野寺。辻村（鈴木伸之）とともに健太郎のレントゲン画像の読影をした杏（本田翼）は、成長痛の可能性があるとしてしばらく経過を見ることにする。 一方、唯織と裕乃（広瀬アリス）は、MRI検査にもかかわらず携帯電話を手放そうとしない富恵（宮田早苗）に手を焼く。閉所恐怖症だという富恵は、携帯電話に保存してある愛犬の写真を見せ、一緒じゃなければ入れない、と騒ぎ立てた。そのとき唯織は、かつて杏が捨て犬の手当てをしたことを思い出す。杏がそのときのことを覚えていれば、自分のことも思い出すかもしれないと考える唯織。 富恵は、威能（丸山智己）の機転によって無事にMRI検査を終える。ところが、その間に表につないであった富恵の愛犬が逃げてしまうトラブルが発生。唯織は、後を追って無事捕獲したものの、犬を連れ去ったと疑われ、部長の鏑木
唯織（窪田正孝）は、甘春総合病院の放射線科入局説明会で挨拶をする杏（本田翼）の姿を見に行く。堂々と話す杏に見とれる唯織。しかし、杏が整形外科医の辻村（鈴木伸之）と食事に行ったことを偶然知り、ショックを受けてしまう。 同じころ、裕乃（広瀬アリス）は、マンモグラフィ検査に苦戦していた。そこに、結婚を控えた女性誌編集者・葉山今日子（内山理名）がやってくる。今日子は、母と祖母がガンに罹患していることから毎年検査を受けていた。不安そうな今日子を和ませようと話しかける裕乃。だが、それを聞いていたたまき（山口紗弥加）から「ここはおしゃべりを楽しむ場所じゃない」と叱られてしまう。 今日子は、日本人に多いデンスブレスト――乳腺密度が濃い女性だった。読影した杏は、鏑木（浅野和之）に相談したものの、病変が見つからないことから『異常なし』との診断結果を下す。 一方たまきは、友人から相談されたと言って、杏に1枚のマンモ画像を見せる。杏は、右胸にある腫瘤が悪性の可能性を否定できない、として再検査をした方が良い、とたまきに伝える。 そんな中、唯織は、今日子のマンモ画像に目を止める。何かに気づいた唯織は、今日子の後を追いかけ、なるべく早く超音波検査を受けてほしい、と伝えた。 その夜、たまきは、裕乃に声をかけ、自ら被検者となってマンモグラフィ検査の練習をさせる。するとたまきは、その画像をこっそり持ち帰り……。
唯織（窪田正孝）は、杏（本田翼）と偶然出くわす。杏は、友人を誘って飲みに行った帰りだった。公園で杏を介抱した唯織は、彼女が、以前股関節痛と診断した男性患者のことを気にかけていると知る。画像所見と血液検査の結果が合わないからだった。杏の力になろうと早速動き出す唯織。 あくる日、甘春総合病院に、ロックバンドでギターを弾いている大学生・坂元美月（山本舞香）がやってくる。美月は、右肩の痛みを訴えていたが、検査をしてもその原因は特定できなかった。それを受け、整形外科の辻村（鈴木伸之）は、しばらく様子を見ると美月に伝える。 診察を終え、慌ててバンドの練習に向かおうとした美月は、病院の廊下で裕乃（広瀬アリス）とぶつかる。その際、落ちたスマホ画面から、美月がある曲を聴いていたことを知る裕乃。その曲は、高校時代バスケットボールに打ち込み、全国大会を目指していた裕乃にとっても、それは大切な、そして苦い思い出の詰まった『FLY AGAIN』と言う曲だった。裕乃は、プロデビューするという夢こそ破れたものの、大好きな仲間たちと行う最後のライブを成功させたい、と願う美月に、かつての自分の姿を重ね合わせる。 そんな折、唯織は、患者の情報を盗み見たことを鏑木（浅野和之）から叱責されるが……。
唯織（窪田正孝）は、杏（本田翼）からあるCT画像について意見を求められる。画像を覗き込んだ唯織は、杏との距離が近いことに照れてしまい……。 裕乃（広瀬アリス）は、威能（丸山智己）が遺体画像を見ていたことに驚く。実は威能は、CTやMRIを使って遺体の死因を究明するオートプシー・イメージング――通称『Ai』と呼ばれる死亡時画像診断のスペシャリストだった。鏑木（浅野和之）は、放射線科の受診患者増加などを理由に、Aiの受け入れを最小限にとどめようと提案していた。だが、院長の渚（和久井映見）は、Aiと解剖を組み合わせることは医療界全体の未来にとって必要だと考えていた。 そんな折、ラジエーションハウスに、公園で倒れているところを発見され、その後死亡が確認された美しい顔の少年・藤本直樹（南出凌嘉）のAi依頼が届く。第一発見者は直樹とキャッチボールするために公園に来たという弟の雄太（斎藤汰鷹）。救急通報をしたのは、藤本家の近所に住む少年・山村肇（小林喜日）だった。 辻村（鈴木伸之）は、心臓付近に擦過傷が見られたことから、胸骨の未発達な子どもの胸に衝撃が加わることで起こる心臓震盪の可能性に言及した。直樹は、上に向かってボールを投げてそれをキャッチしていた、という目撃情報もあった。だが、直樹の父母、勝彦（三浦誠己）と歩美（森脇英理子）は、小野寺（遠藤憲一）らの説得にも耳を貸さず、Aiを頑なに拒否する。周囲は虐待死を隠ぺいする為だと疑い始め……。
唯織（窪田正孝）は、杏（本田翼）と辻村（鈴木伸之）がある小説の話で盛り上がっているところを目撃する。その小説とは、鏑木（浅野和之）が取材協力した医療小説だった。さっそくその小説を読み始める唯織。 同じころ、鏑木は、院長の渚（和久井映見）に会い、放射線技師の役割を超えた唯織の行為は医師法に抵触する可能性があり、憂慮すべき事態だと告げる。それに対して、唯織は技師としての所見を述べているに過ぎない、と返す渚。そこで、問題が起きた場合は渚が責任を取るという言質を得た鏑木は、軒下（浜野謙太）に接触し、唯織の行動を監視するよう命じる。 そんな折、公園で遊んでいて手すりから落下し、腹部を強打した女の子・沙里が救急搬送されてくる。腹部CTの依頼を受ける小野寺（遠藤憲一）や、たまき（山口紗弥加）たちラジエーションハウスの面々。CT画像を見た杏は、脾臓の出血を確認し、将来、傷口が目立たなくて済むように画像診断装置で患者の体の中を透かして見ながら治療を行うIVR＜画像下治療＞による止血を提案する。裕乃（広瀬アリス）達も沙里への負担が少ないIVRを期待していた。ところが鏑木は、IVRではなく開腹手術をするよう命じ……。
唯織（窪田正孝）がきてから変わりつつあるラジエーションハウスのメンバー。その日は、初めてひとりで当直をすることになり、不安で一杯の裕乃（広瀬アリス）。しかも、緊急時に備えて待機するオンコール担当は軒下（浜野謙太）。頼りにならない軒下にさらに不安を覚える裕乃で……。 そんな折、乳腺外科に、軒下と中学時代の同級生だった蛭田真貴（松本若菜）と志朗（篠原篤）夫妻がやってくる。人間ドックで真貴の胸にしこりが見つかり、マンモグラフィ検査を受けに来たのだ。軒下と再会した真貴は、彼が卒業アルバムに将来の夢は医者と書いていたのを覚えていた。初恋の相手の真貴から、「夢を叶えたんだね」と言われ、本当のことが言えない軒下。 真貴のマンモ画像を読影した杏（本田翼）は、唯織にも意見を求め、悪性の疑いがあるため超音波検査が必要との診断を下す。それを見ていた鏑木（浅野和之）は、杏は技師に甘えていると指摘する。技師には技師の役割があり、一線を越えることは、唯織の首を絞めることになる、というのだ。 再検査が2ヵ月後になると知った志朗は軒下に医者として検査を何とか早められないか、泣きつく。しかし、特別扱いはできないと答えるしかない軒下。それでも諦めきれない志朗は、通りかかった唯織に声をかけ、事情を説明した。真貴は自分の人生のすべて、という志朗の言葉に強く共感した唯織は、杏に相談。だが、鏑木の言葉を思い出した杏は、患者を救うのは医者の仕事だと返し……。
甘春総合病院に、けいれん発作で魚谷久美（稲垣来泉）という少女が救急搬送されてくる。唯織（窪田正孝）らは、久美のCT検査を行ったが異常は見られなかった。だが、別の日にMRI検査を行ったところ、二相性急性脳症の特徴的な所見である、脳が木の枝のように光る「ブライトツリーアピアランス」が見られ、入院しての治療が行われた。 杏（本田翼）は、久美への治療の効果を確認するため再度MRI検査を行うことを決める。その席で、杏が目も合わせてくれないことにショックを受ける唯織。それを知った裕乃（広瀬アリス）は、何故かモヤモヤした気持ちになっていた。一方、杏が唯織を気にしていると見抜いたたまき（山口紗弥加）は、「素直になれば？」と杏に告げるが……。 小児科では、久美の強い希望により、季節外れのハロウィンパーティーを行うことに。枕元に願い事を書いた紙を置いて寝るとそれが叶うという言い伝えもあることから、唯織や小野寺（遠藤憲一）たちも久美から願いごとカードを手渡されていた。 同じ頃、内科には腹部の痛みを訴えて受診した若井陽子（佐藤めぐみ）の姿があった。陽子は、アルバイトを抜け出して病院に駆けつけた夫の祐一（板橋駿谷）に、盲腸だと診断されたが「薬で散らせるから普通に働ける」と言って安心させる。久美は陽子にも願いごとカードを手渡していた。 そんな折、MRI検査を受ける予定だった久美が突然けいれんを起こし……。
唯織（窪田正孝）は、病院内で意識を失って倒れ、エスカレーターから転落した杏（本田翼）に駆け寄る。杏は、エスカレーターを転がり落ちた際に頭部を強打しており……。 同じころ、甘春総合病院に、大物政治家の安野将司（中村梅雀）が極秘入院することになった。辻村（鈴木伸之）の父親で、麗洋医科大学病院教授の辻村丈介（名高達男）が、鏑木（浅野和之）に依頼したのだ。安野は、政治資金に関するスキャンダルから逃れるために1週間ほど身を隠したいのだという。丈介は、辻村を安野の主治医にするよう、鏑木に頼んだ。 ところがその矢先、安野が甘春総合病院の裏口で、ゴルフスイングのまねごとをしている写真が週刊誌に掲載されてしまう。記事には「偽装入院」などという文字も踊っていた。押し掛けてきたマスコミに、出勤早々囲まれてしまう裕乃（広瀬アリス）や小野寺（遠藤憲一）、たまき（山口紗弥加）らラジエーションハウスの面々。一方、記事に激怒した安野は、何かしらの入院理由をつけてすぐにでも発表するよう、鏑木と辻村に命じるが……。
出勤途中の唯織（窪田正孝）のもとに、放射線科の世界的権威である恩師・ピレス教授（Dutch）からメッセージが届く。人工知能を使った読影補助ソフトを開発することになったピレスは、そのメンバーに唯織を迎えたいと考えていた。 鏑木（浅野和之）は、辻村（鈴木伸之）の父で、麗洋医科大学病院教授の辻村丈介（名高達男）から系列病院の院長を任されたことを家族に報告する。妻の聡子（梅沢昌代）と娘の加奈子（丸川ゆい）に、給料も倍になるから3人でハワイ旅行に行こう、と嬉しそうに話す鏑木。 そんな折、ラジエーションハウスに杏（本田翼）の父親で、元院長の正一（佐戸井けん太）が突然現れる。正一がうつ病の状態だと知る小野寺（遠藤憲一）やたまき（山口紗弥加）らは、努めて明るく彼を出迎える。 同じころ、辻村は、嶋田茜（西原亜希）の1歳8ヵ月になる息子・光の診察をしていた。骨折の疑いでレントゲン検査のオーダーを受けた裕乃（広瀬アリス）は、赤ちゃんの検査にしり込みし、軒下（浜野謙太）に助けを求める。そこで、3ヵ月前にも右上腕骨骨折の疑いで光の検査をしたことを思い出すたまき。検査の結果、光は鎖骨を骨折しており、虐待の疑いが……。 鏑木は、院長の渚（和久井映見）に辞表を提出する。院長室を後にした鏑木は、椅子に座っていた正一に気づいた。正一も鏑木に挨拶しようと立ち上がるが、そのとき突然頭痛に襲われ、倒れてしまう。
唯織（窪田正孝）は、杏（本田翼）の父で、甘春総合病院の前院長・正一（佐戸井けん太）が、うつ病ではなく別の病気ではないかと考える。全身の慢性的疲労感、起立性頭痛に苦しんでいる正一は、発症前、自転車に追突され、その後、飛行機に乗っていた。ヒントになったのは、裕乃（広瀬アリス）が手伝っていた造影CTの際に、チューブから造影剤が漏れたことだった。 小野寺（遠藤憲一）らの協力を得て唯織が行ったのは、MRI検査と、髄液漏れの検査だった。その画像を見た唯織は、正一が低髄液圧症であることを確信する。正一は、追突事故で硬膜に穴が開き、飛行機に乗った際の気圧の変化と乱気流の振動によって低髄液圧症を発症したものと考えられた。髄液が減って脳が下垂したために、起立時に頭痛やめまいに襲われていたのだ。正一の病気が手術で治る可能性があると知り、喜ぶ杏。 ところがその矢先、正一が突然意識障害を起こす。辻村（鈴木伸之）ら甘春総合病院の医師には正一の治療をできる人間がいなかった。すると杏は、自分がやると言い出し……。そして、その杏を見つめる唯織はある決断をする……。
