江戸から明治への転換期。
        上田藩の下級武士の家系に生まれ育った山本勝三郎(遠藤憲一)は16歳の時に、東京で町医者を営む山極吉哉(横山克彦)の後継ぎとなるべく、
        親友の金子滋次郎(豊原功補)と共に上京。吉哉の娘・かね子(水野真紀)の婿養子に入る。
        やがて、東京帝国大学の医科に入学し、猛勉強を続けた勝三郎は、臨床医ではなく、病理学の道へ進むことを決心する。
        数年後、32歳で東京大学教授に昇進した勝三郎は、子宝にも恵まれ、幸せの絶頂だったが、そんな勝三郎を肺病が襲う。
        自ら病を患いながらも勝三郎がこだわり続けた研究は、人工的に癌を作ることができれば、その発生原因が証明できるというものだった。
        当時様々な癌の発生原因説が世界中で唱えられている中、勝三郎が信じた説は、細胞に一定の刺激を与え続けることによって癌が発生するという「癌刺激説」。
        うさぎの耳の細胞に刺激を加え続けることで癌が出来るか…という途方もない時間と手間がかかる実験は、助手の市川厚一(岡部尚)と共に一進一退、進められていく。
        果たして2人は、うさぎの耳に人工癌を発生させることが出来るのか――。