東都総合病院脳神経外科部長・今出川孝雄（三浦友和）の妻・里美（有森也実）の脳腫瘍摘出手術が始まった。執刀は今出川が自分の後任に指名した深山瑤子（天海祐希）と、今出川がこの手術のためにスカウトした黒岩健吾（椎名桔平）、西郡琢磨（永山絢斗）、そして今出川本人の4人だ。すでに現役退いている今出川の参加は、妻が「たとえどんな結果になっても、悔いが残らないように」と頼んだものだった。
術法は、開頭した後に患者を覚醒させ、脳機能をチェックしながら腫瘍摘出を行う「覚醒下手術」だ。今出川が里美と会話をしている間に、西郡と専門研修医・小机幸子（広瀬アリス）が言語中枢を傷つけないように脳をチェックしていく。
順調に進んでいたかに見えたが、今出川に「愛してる」と話しかけていた里美が痙攣を起こす。黒岩が手術用顕微鏡で確認すると、腫瘍が脳に血液を送る内頸動脈すれすれまで広がっていることが分かった。傷つけたら大量出血するところだった。
その後も、鼻から内視鏡を入れて、視神経の下にある腫瘍を摘出する難しい手術が続くが、トップナイフたちは抜群のチームワークで乗り切った。
深山のもう一人の手術患者が病室を逃げ出した
深山のもう一人の手術患者、中学生の添野徹（田中奏生）は、転落事故で鉄筋が頭部を貫通したが、会話ができるまでに奇跡的に回復した。ところが、「母親に殺されそうになった」と言い出し、「あの人は本当のお母さんじゃない。宇宙人だ」と口走ったりりする。
血液の逆流による脳出血を起こす危険があるとして、深山は再手術を決断するが、徹は「いやだよ。アイツがまたくるよ」と手術を拒否し、隙を見て病室から逃げ出してしまった。
徹の突飛な話は、脳外科手術後の意識混濁による妄想だと思っていた深山に、母親の良美（鈴木杏）は「私、徹を殺そうとしたんです」と言い出した。主治医としてどうしたらいいのか。エンディングのダンスもメーキングが公開される。（土曜よる10時放送）
寒山