A historia de dois homens, um branco, cardiologista, e seu assistente negro, que lutaram contra os preconceito dos anos 50. Juntos revolucionaram a medicina e foram pioneiros em cirurgia cardíaca. Nashville, 1930. Vivien Thomas (Mos Def) é um hábil marceneiro, que tinha um nome feminino pois sua mãe achava que teria uma menina e, quando veio um garoto, não quis mudar o nome escolhido. Ele é demitido quando chega a Grande Depressão, pois estavam dando preferência para quem tinha uma família para sustentar. A Depressão o atinge duplamente, pois sumiram as economias de 7 anos, que ele guardou com sacrifício para fazer a faculdade de medicina, pois o banco faliu. Thomas consegue emprego de faxineiro, trabalhando para Alfred Blalock (Alan Rickman), um médico pesquisador que logo descobre que ele tem uma inteligência privilegiada e que poderia ser melhor aproveitado. Blalock acaba se tornando o cirurgião-chefe na Universidade Johns Hopkins, onde está pesquisando novas técnicas para a cirurgia do coração. Os dois acabam fazendo um parceria incomum e às vezes conflitante, pois Thomas nem sempre era lembrado quando conseguiam criar uma técnica, já que não era médico.

Em 1880, a Inglaterra ainda tem dificuldade em abandonar velhos hábitos, em especial na medicina. Nessa época, que não se acredita na existência de germes e bactérias, ainda são usados métodos iguais para qualquer tipo de doença. Mortimer Granville (Hugh Dancy) é um jovem médico de pensamentos modernos que sofre para conseguir ajudar as pessoas ao seu redor, e para manter um emprego fixo, já que ninguém gosta de suas inovações. Quando começa a trabalhar com o Dr. Robert Dalrymple (Jonathan Pryce), Mortimer conhece a "doença" chamada Histeria, que estaria afetando metade das mulheres de Londres. O jovem também conhece as duas filhas do velho doutor, a comportada Emily (Felicity Jones) e a revoltada Charlotte (Maggie Gyllenhaal). Ao mesmo tempo que os tratamentos para a Histeria evoluem, Mortimer começa a ver com outros olhos o papel das mulheres na sociedade em que vive e a duvidar se a Histeria realmente é uma doença. Saiba+

A primeira parte se passa numa clínica rural da Tailândia. Depois de atender um velho monge budista, a Doutora Toey entrevista Nohng, um médico que começa a trabalhar com ela. Na sala de odontologia, o Doutor Ple conversa com um jovem monge que queria ser DJ. Eles falam de vidas passadas e do amor. A segunda parte acontece num moderno hospital de Bangcoc. Toey volta a entrevistar Nohng... Nas duas partes, as espelhadas narrativas, no passado e no presente, repetem-se. Rotinas que se manifestam na memória e nas sensações de felicidade, despertadas por coisas aparentemente insignificantes.