天才外科醫生大門未知子(米倉涼子 飾)造訪紐約的中華料理店時，碰到店中一位孕婦顧客突發急病。未知子經診察判斷病人必須立即進行手術。另一個顧客久保東子(泉品子 飾)說她擔任清潔工的醫院就在附近。病人被送到醫院，經過未知子快速精準的處置，終于轉危為安。

看到未知子處置病患的過程后，東子對她的醫術十分感興趣。而未知子也與對日本大學醫院的各種腐敗現象深惡痛絕的東子意氣相投。不久，未知子接到日本醫學界最高峰——東帝大學醫院的邀請。實際上，因為各種丑聞和醫療事故、內部斗爭，如今的東帝大學醫院名聲一落千丈。為了重新確立醫院的品牌形象，未知子的宿敵蛭間重勝(西田敏行 飾)用詭計趕走了院長久保茂，坐上了院長寶座。

未知子雖不情愿，卻不得不深入腐敗橫行的東帝大醫院。然而，她在那里意外地與東子重逢。原來，東子借她哥哥、前任院長久保茂之力，成為東帝大學醫院的新任副院長。力主聘請未知子的鐵腕人物正是她。東子誠懇地請求未知子和她一起掃清大學醫院的“污穢”。

外科醫大門未知子4劇照

而未知子卻覺得此事有些可疑。正在這時，患有很難摘除的脊椎癌的IT公司社長一木淳決定在東帝大學醫院接受手術。主刀醫生就是從紐約聘來的超級醫生北野亨(瀧藤賢一 飾)。未知子提出異議，而自信滿滿的北野寸步不讓，他要進行日本外科醫大門未知子4第一場使用3D打印技術的脊椎手術。但是，就在手術前夕，無論是對于東帝大還是患者一木本人來說都不愿看到的緊急情況發生了。