《最终诊断》是一部融合了心理悬疑元素的医疗惊悚剧，在生死攸关的医学谜题与医疗事故的背后，暗藏着谍战般的角力、错综复杂的情感纠葛与深邃的阴谋色彩。海归派神经外科医学博士沈知鱼来到地方某大医院工作。初到岗位，他便凭借精湛医术完成数例高难度神外手术，不仅深得院长兼神外主任叶南山的器重，被委以神外副主任重任，更赢得了院长千金叶如琴的芳心。然而，这耀眼的一切引起了神外另一副主任马培德的强烈嫉恨。作为叶南山的学生，马培德苦恋叶如琴多年，眼看着唾手可得的一切被沈知鱼轻而易举地拥有，嫉妒之火让他开始一错再错，暗中设局。公交车司机田大宇与刑警郝敏正筹备婚礼，田大宇在婚前体检中查出脑部患有轻微肿瘤，郝敏带他前往医院进行手术。这本是沈知鱼类海归博士手到擒来的常规外科手术，但马培德却暗中在术后用药上动了手脚，导致田大宇不幸死于非命。不明就里的沈知鱼因自责而内疚万分，被院方停止了处方权。起初痛恨沈知鱼的郝敏，凭借刑警的敏锐直觉与缜密分析，觉察到未婚夫之死绝非单纯的医疗事故，她逐渐改变了对沈的看法，两人开始暗中联手追查真相。与此同时，沈知鱼发现护士长杜娟似乎隐瞒着什么。离异的杜娟一直暗恋着马培德，可马培德的心却只在叶如琴身上。当马培德察觉到杜娟掌握了自己下黑手的罪证时，便虚情假意地对其大献殷勤。然而，在良知的反复拷问下，杜娟最终决定揭露真相。狗急跳墙的马培德为掩盖罪行，竟对杜娟痛下黑手。就在沈知鱼即将得知一切真相的关头，他突遭车祸。心怀鬼胎的马培德亲自为他手术，将其救回，但沈知鱼却因此失忆。为了赎罪，马培德竭尽全力帮助沈知鱼恢复记忆。随着调查深入，北京方面的指纹剥离结果与银行调查记录相继浮出水面。郝敏设法取得医院相关人员指纹一一比对，并证实叶如琴取走了杜娟生前保存的关键物证。面对郝敏的直接施压，叶如琴将真相全盘托出。院长叶南山得知后难以置信，亲自找马培德谈话，而马培德对自己的所有罪行供认不讳。深知一切已无法挽回，在享受了最后一晚高质量的睡眠之后，马培德平静地来到了医院，而紧随其后的，是追寻真相的郝敏……（本剧在生死攸关的医学谜题与曾医生神秘莫测的过去中交织出最大谜团，阴谋的画卷至此缓缓展开。）