マーティン・ブレイク（オーランド・ブルーム）は研修医として勤務し始めたばかりの若い内科医。良い医師を目指しているが、上司や同僚に自分を良く見せようとしては失敗し、ベテラン看護師からは理不尽な仕打ちを受けるなど、不安と焦りを募らせていた。そんなある日、18歳の少女ダイアン（ライリー・キーオ）が腎臓の感染症で入院してきた。担当医となったマーティンは、無条件の尊敬と信頼を寄せてくれるこの患者と接していく中で、自信を取り戻してゆく。さらにそれだけではなく、美しい彼女に特別な想いを寄せるようになる。マーティンの献身的で誠意あふれる治療によって、ダイアンは順調に快復していった。しかし、やがて彼女が退院してしまうと、彼の医師としての熱意は執着に変わる。ダイアンを取り戻すため、薬を密かに入れ替えて病気を再発させ、さらに再入院後の病室では点滴を巧妙にすり替えて快復を妨げるようになる。ダイアンの病状は悪化の一途を辿り、ついに取り返しのつかない事態に……。マーティンは犯した罪の重さに苦しみながらも、周囲の医師や看護師たちから疑われずに済んだことを安堵。ところが、事はこれだけで済まなかった。病室でダイアンの日記帳を発見した掃除係のジミー（マイケル・ペーニャ）が、彼を脅迫してきたのだ。その執拗な脅迫から逃れ、自分の罪を永遠に闇に葬るため、ついにマーティンは思い切った行動に出る……。