初期研修10か月目、諏訪野（すわの）（玉森裕太）は裕也（ゆうや）（矢本悠馬）と一緒に総合診療科で研修中。総合診療科は他の科で診断がつかなかった患者を専門に診る場所。指導医の榊（さかき）健太郎（けんたろう）（小手伸也）はシャーロック･ホームズを気取って診断を『謎解き』と呼び、諏訪野と裕也をワトソン扱いする変わり者だ。

そんな総合診療科に、病名不明の患者･工藤（くどう）香織（かおり）（堀田真由）がやってくる。香織は勤務先の商社で大きなプロジェクトのプレゼン用資料を作成中に、プレゼンを競う同期の佐々原（ささはら）雅人（まさと）から「お互い、がんばろうな」と渡されたコーヒーを飲んだ直後、手指の痺れと四肢の脱力に襲われて倒れた。なぜ発作が起こったのか、救急科、脳神経外科、婦人科で調べても原因が分からないため、総合診療科にやってきたのだった。

「これって、たらい回しってやつじゃないんですか？」と不機嫌な香織のもとに、母・佳代（加藤貴子）が駆け付ける…と、その顔に見覚えのある裕也が「先生？」。佳代は裕也が最近通い始めたパン教室の先生だった。思わぬ場所で顔を合わせた２人は互いを「先生」と呼び合ってややこしい。
榊から心当たりを聞かれた香織は「あいつがコーヒーに薬を盛った」と佐々原の仕業だと言うが、血液検査では毒物を疑う結果は出ていない。香織の勝手な思い込みか、それとも…。深まる謎を前に、榊は諏訪野と裕也に告げる…「君たちだけでこの謎を解決したまえ。解決した方を僕の相棒、ワトソンにしてあげよう」――。

戸惑う諏訪野の傍らで、「ワトソンになります！」とすっかりその気の裕也は早速聞き込みを始める。だが、香織は倒れる前日の夜、佳代と２人でナッツをつまみに赤ワインを飲んだこと以外に変わったことはしていない。一方の佳代は、香織と同じ商社マンで働き者だった夫が５年前に心筋梗塞で他界したと話すが、心筋梗塞に遺伝性はないため香織の症状とは関係がなさそうだ…。

その頃、放射線科で研修中の曽根田みどり（池田エライザ）は、退院した沙智（さち）（豊嶋花）が、このまま時間が経ってしまうと、腎臓移植を受けられるまでに15年以上待つことになるかもしれないと知り――。

翌日、裕也は香織の病室を物陰から覗く怪しい男の姿に気付く――佐々原だ！病室に入ることなく立ち去る佐々原を、裕也は尾行し始める！そんな中、検査の結果、異常なしと分かった香織は「明日大事なプレゼンなの」と言って諏訪野の制止を振り切り病院を出て行ってしまう――！
異常がないのになぜ発作は起こったのか！？“犯人”は一体！？迷宮入り寸前の謎に諏訪野が挑む――！