L'histoire débute en Allemagne en 1986, à l'Eisler Memorial Hospital de Düsseldorf. Kenzô Tenma, le personnage principal, est un jeune neurochirurgien japonais aux compétences hors normes. Il est fiancé à Eva Heineman, la fille du directeur de l'hôpital, et est destiné à une brillante carrière. Pourtant, un jour, il refuse de donner en priorité ses soins au maire de la ville et préfère opérer un garçon blessé d'une balle dans la tête, arrivé à l'hôpital avant le maire. La sœur jumelle du garçon, très choquée, est elle aussi hospitalisée ; leurs parents adoptifs viennent d'être assassinés sauvagement chez eux. Le garçon s'en sort, mais le maire, confié à un autre chirurgien, décède. Le Dr Tenma est alors rétrogradé par le directeur de l'hôpital, et sa fiancée le quitte. Peu de temps après, le garçon et sa sœur disparaissent, à la suite des meurtres mystérieux de trois hauts responsables de l'établissement, dont le directeur.