Ost-Berlin im Sommer 1961: Dr. Ella Wendt wird zur Sicherstellung der Gesundheitsversorgung von Senftenberg an die Charité versetzt. Massenhaft verlassen Ärzte und Pflegepersonal die DDR Richtung West-Berlin. Der Ortswechsel kommt Ella nicht ungelegen, forscht sie doch seit Langem im Bereich der Krebsfrüherkennung und erhofft sich von dem angesehenen Serologen und Gerichtsmediziner Prof. Otto Prokop, einer der Koryphäen an der Charité, wissenschaftliche Unterstützung. Doch dieser schenkt der jungen Medizinerin wenig Beachtung. Seine Aufmerksamkeit gilt der Obduktion eines Mannes mit Strangspuren. Auf die Station der Kinderärztin Ingeborg Rapoport wird ein Junge aus dem Westsektor der Stadt mit Symptomen der Kinderlähmung eingeliefert. Die Seuche hat im Westen bereits tausende Leben gefordert, während man in der DDR mit Erfolg auf einen sowjetischen Impfstoff vertraut. Als die Lungenfunktion des Jungen kollabiert, muss Rapoport ihn in die „Eiserne Lunge“ legen, in der Hoffnung, dass diese sein Leben noch retten kann. Die junge Frau Jasinski wird mit Bauchschmerzen eingeliefert. Ellas Verdacht auf Krebs bestätigt sich. Die Patientin erinnert sie an ihre eigene Mutter und die kleine Tochter an sie selbst. Wieder einmal haben sie den Krebs erst spät erkannt. Sie überzeugt den Chirurgen Dr. Curt Bruncken, eine Doppelschicht einzulegen, um das Karzinom zu entfernen und das Leben der jungen Mutter zu retten. Curt gefällt, wie kreativ Ella mit den Widrigkeiten der Planwirtschaft umgeht. Dennoch sieht er die Arbeitsbedingungen im real existierenden Sozialismus deutlich kritischer.
Ellas Vorgesetzter, der Oberarzt der Inneren, geht in den Westen. Die Station ist vorerst ohne Leitung. Ella gelingt es, Veränderungen im Blut von Krebspatienten nachzuweisen. Sie sieht nur eine Chance, ihre These zur Krebsfrüherkennung zu belegen: Sie muss Zugriff auf Professor Prokops Blutbank haben. Erneut spricht sie vor und diesmal hört ihr der Serologe interessiert zu. Prokop ist unterdessen als Rechtsmediziner der Charité mit einem Mordfall beschäftigt. Ein Frauenleichnam weist Bissspuren von einem Menschen auf. Eine Leiche mit ähnlichen Bissen wird aus Wien gemeldet. Prokop fährt unmittelbar nach Österreich, um sich selbst ein Bild von der Toten zu machen. Auf der Kinderstation wird ein Neugeborenes mit Gelbsucht aus der Frauenklinik angekündigt. Ungeduldig wartet Ingeborg Rapoport auf die Einlieferung des Babys. Als der Krankentransport endlich ankommt, ist der Zustand des Säuglings schlecht. Er braucht eine Direktblutspende. Die Kinderärztin überprüft den Weg von ihrer Station zur Frauenklinik und konfrontiert ihren Kollegen, den Gynäkologen Professor Dr. Kraatz damit, dass die Wege im Notfall zu weit seien. Doch dieser will davon nichts wissen. Ellas Euphorie über ihre Forschungsergebnisse trifft auf die Fluchtgedanken von Dr. Curt Bruncken. Auf dem Dach der Charité kommen sie sich nahe. Für einen Moment scheint alles möglich, als unter ihnen plötzlich mit dem Bau der Mauer begonnen wird. Es ist die Nacht auf Sonntag, den 13. August 1961.
In einer Nacht- und Nebelaktion wird die provisorische Mauer errichtet, die die Stadt in Ost- und West-Berlin teilt, und damit auch die Charité zum unmittelbaren Grenzgebiet macht. Die Reaktion der Belegschaft der Charité fällt unterschiedlich aus. Parteisekretär Lehmann möchte ein schriftliches Bekenntnis der Ärzteschaft der Charité zum Mauerbau. Der nach einem Sturz schwerverletzte Dr. Curt Bruncken wird von Dr. Ella Wendt als Notfall auf die Innere gebracht und erfolgreich stabilisiert. Als er zu sich kommt, realisiert er, dass die Grenze ihn fortan einsperrt. Ella hat Sorge, ob ihre Forschung weitergeht, wenn ihr Mentor Prokop nicht aus Wien zurückkommen sollte. Er ist telefonisch nicht zu erreichen. Das ganze Institut bangt. Als der Professor wie selbstverständlich auftaucht, nimmt er sofort Kontakt zu Kommissar Hertweck auf. Seine Reise war erfolgreich: Die Bissspuren, die an der Wiener Leiche gefunden wurden, stimmen mit denen auf der Toten in Berlin überein. Es handelt sich um einen Serientäter. Ella hat unterdessen weitere Blutuntersuchungen zur Untermauerung ihrer These durchgeführt und muss enttäuscht feststellen, dass die erhöhten Werte nicht auf Krebs, sondern allgemein auf Entzündungen zurückzuführen sind. Prokop motiviert sie weiterzumachen und stellt ihr einen festen Arbeitsplatz in seinem Labor zur Verfügung. Patientinnen und Patienten mit Knochenbrüchen werden in die Charité eingeliefert. Darunter ist auch Simone Weiser, die einen Suizidversuch unternommen hat. Doch ihre Verzweiflungstat hat ihre Ursache nicht im Mauerbau. Sie wurde mit weiblichen wie auch männlichen Geschlechtsmerkmalen geboren. Ella überweist die Patientin an den Gynäkologen Prof. Kraatz. Er ist Experte auf dem Gebiet der Intersexualität und des Hermaphroditismus. Ingeborg Rapoport versucht, einer Patientin mit ihrem Neugeborenen bei der Ausreise in den Westen zu helfen. Der Mauerbau hat nicht nur die junge Familie auseinandergerissen, sondern die Distanz zwischen Geburtshilfe und Kinderstation weiter vergrößert. Das will Ingeborg Rapoport ändern, doch der Kollege Kraatz sieht keine Notwendigkeit zu kooperieren und will die beiden Fachbereiche weiter getrennt und unabhängig halten. Als Ella den noch immer bettlägerigen Curt besuchen will, findet sie sein Krankenzimmer leer vor. Plötzlich fallen draußen vor der Charité Schüsse.
Der erste Mauertote treibt im Humboldthafen. Ella ist voller Angst, dass es sich um Curt handeln könnte. Prokop obduziert die Leiche. Die Untersuchung erfolgt unter absoluter Geheimhaltung, der Obduktionsbericht wird unvermittelt von den Ermittlern mitgenommen. Doch Prof. Prokop kann dies nicht akzeptieren und diktiert seiner treuen Mitarbeiterin Frau Dammrau wortgenau noch einmal die Ergebnisse seiner Untersuchung. Die Patientin mit Magenkrebs, Frau Jasinski, wird erneut operiert. Die Diagnose ist niederschmetternd: Ihr Bauchfell ist voller Metastasen. Ella Wendt weiß um den aussichtslosen Zustand. Die Patientin bestärkt sie in dem Kampf gegen den Krebs in der Forschung zur Früherkennung. Ausgerechnet der leichtfüßige Dr. Alexander Nowack, der gerne mal einen DDR-kritischen Scherz riskiert, wird vom Parteisekretär Lehmann umworben. Für den Eintritt in die SED und Loyalität der Partei gegenüber stellt er ihm eine Beförderung in Aussicht. Auf die Innere Station kommt ein auf den ersten Blick orthopädischer Notfall. Doch Ella Wendt vermutet, dass der heftig hustende Bergmann eine schwere Silikose hat. Das Röntgengerät ist defekt und die Akte aus dem Schneeberger Krankenhaus steht nicht zur Verfügung. In der Nacht erleidet der Patient einen schweren Hustenanfall und stirbt. Als das Bergbauunternehmen Wismut ankündigt, die Leiche sofort abzuholen, werden die Mediziner misstrauisch. Ella bittet Prof. Prokop, umgehend die Obduktion durchzuführen. Was Prokop findet, als er den Mann seziert, ist von politischer Dimension. Ingeborg Rapoport versucht mit einem Brief, den Kollegen Kraatz zu einer engeren Zusammenarbeit zu überzeugen.
Dr. Alexander Nowack wurde zum Oberarzt der Inneren ernannt. Ella kennt den Preis, den er dafür bezahlt hat: Schweigen im Fall des Wismut-Patienten. Nach dem Weggang von Curt Bruncken und Nowacks Beförderung ist sie desillusioniert. Auch ihre Zusammenarbeit mit Prof. Prokop leidet darunter. Ella zieht sich zurück und versucht, sich auf ihre Forschung zu konzentrieren. Sie spricht nicht mehr mit ihrem Mentor und als er ein Gespräch einfordert, eskaliert die Situation. Ingeborg Rapoport versucht weiter vergeblich, mit Prof. Kraatz in Dialog zu treten, als eine Neugeborenen-Sepsis auf drastische Art zeigt, dass die Wege zwischen Gynäkologie und Neonatologie zu weit auseinanderliegen. Das Neugeborene kann zwar dank Rapoports schnellem Eingreifen gerettet werden, doch können bleibende Hirnschäden nicht ausgeschlossen werden. Auf der Inneren wird ein Landwirt eingeliefert, dem Dr. Nowack eine Schuppenflechte diagnostiziert. Ella widerspricht. Sie untersucht den Patienten ohne Abstimmung mit ihrem Kollegen und kommt zu einem anderen Ergebnis. Hausmeister Fritz „Pflaster“ hat sich bei der Arbeit am Finger verletzt und leidet an einer Blutvergiftung. Er benötigt Penicillin ebenso dringend wie der Landwirt. Aufgrund von Lieferschwierigkeiten ist jedoch nur noch eine Ration des lebensrettenden Medikaments verfügbar. Beide Patienten verlieren das Bewusstsein, die Ärzte müssen dringend entscheiden, wem sie das Medikament verabreichen. Während Nowack als neuer Oberarzt in Schockstarre fällt, trifft Ella die Entscheidung.
Ella soll Prof. Prokop auf einem Forschungskongress in West-Berlin vertreten und dort ihre neuesten Ergebnisse vorstellen. Um ausreisen zu können, muss Dr. Nowack für sie bürgen. Beide wissen, dass es ihn als Oberarzt, seinen Job kosten kann, sollte Ella nicht zurückkehren. Leistungsturnerin Katharina sucht derweil mit ihrem Trainer Hilfe bei Ingeborg Rapoport. Das Mädchen leidet unter Schwäche- und Ohnmachtsanfällen, die ihre Karriere im westdeutschen Olympiakader aufs Spiel setzen. Die Symptome sind erst nicht zu erklären, bis Rapoport die psychische Ebene erkennt. Auf der Gynäkologie entbindet die Frau von Prof. Prokop. Prof. Kraatz bittet erstmals seine Kollegin Ingeborg Rapoport in den Kreißsaal, damit dem Kind im Fall einer Komplikation sofort geholfen werden kann. Rapoports Bemühungen haben gefruchtet. Nun diskutieren die beiden Fachärzte über den geplanten Neubau der Frauenstation und einen geeigneten Platz für die Kinderstation. Prof. Prokop hat erneut eine Leiche mit Bisswunden auf dem Seziertisch. Sein entscheidender Hinweis bringt den Kommissar Hertweck auf die richtige Fährte bei der Suche nach dem Mörder. Ella präsentiert ihre Forschungsergebnisse in West-Berlin und genießt den Austausch. Sie begegnet auch Curt wieder. Als sie das Angebot erhält, für eine Forschungsgruppe im Westen zu arbeiten, muss sie sich fragen, wo ihre Zukunft liegt.