江戸時代末期。死に至る病として恐れられていた疱瘡（天然痘）が猛威を振るい、多くの人命を奪っていた。福井藩の町医者で漢方医の笠原良策（松坂桃李）は、患者を救いたくとも何もすることができない自分に無力感を抱いていた。自らを責め、落ち込む良策を、妻の千穂（芳根京子）は明るく励まし続ける。 どうにかして人々を救う方法を見つけようとする良策は、京都の蘭方医・日野鼎哉（役所広司）の教えを請うことに。鼎哉の塾で疱瘡の治療法を探し求めていたある日、異国では種痘（予防接種）という方法があると知るが、そのためには「種痘の苗」を海外から取り寄せる必要があり、幕府の許可も必要。実現は極めて困難だが、絶対に諦めない良策の志はやがて、藩、そして幕府をも巻き込んでいく─。