Takao Ameku (Kanna Hashimoto) é uma médica genial e meio excêntrica que lidera o setor de Diagnóstico Geral no Hospital Teniikai, administrado pela família Ameku. Ela é famosa por desvendar até os casos médicos mais difíceis, mas tem dificuldade de se conectar com as pessoas e seguir padrões sociais por causa do autismo. Quando Yu Takanashi (Shohei Miura), ex-cirurgião, entra para o time, ele estranha o jeito da Takao, mas logo percebe que ninguém supera seu talento para diagnósticos. A sensibilidade emocional de Yu contrasta com o jeito direto da Takao, e juntos eles conseguem ajudar ainda mais pacientes. O drama é baseado no mangá “Ameku M.D.: Doctor Detective” de Mikito Chinen e Noizi Ito.