Il cardiologo Cesare Corvara sta radunando a Torino una squadra formidabile per realizzare il primo trapianto di cuore della storia. Un'impresa titanica che ha già spinto Alberto, chirurgo ingegnoso e appassionato, a lasciare Stoccolma. Ed è per lo stesso motivo che Delia, cardiologa a Houston, si imbarca su un aereo diretto a Torino. In aeroporto, la dottoressa soccorre un uomo che sta per avere un infarto e lo convince ad andare in ospedale e proprio lì si imbatte in Alberto, che non vedeva da quando la loro storia d'amore si era interrotta.

Il primo giorno di Delia è infernale: i pazienti non ne vogliono sapere di farsi visitare da una donna, i colleghi la guardano con sospetto e Alberto si mostra particolarmente ostile, e quando una giovane sposa viene ricoverata, si rifiuta persino di credere alla sua diagnosi. Anche per Virginia è il primo giorno in ospedale dove deve iniziare il tirocinio che il padre l'ha costretta a fare. Nel frattempo Cesare è costretto a difendere la scelta di avere assunto un cardiologo donna mettendo in discussione il suo primariato.

In ospedale tutti attendono con ansia la visita del Vescovo, il cui parere positivo potrebbe sbloccare importanti fondi per il trapianto di cuore. Tutto deve filare liscio, ma l'arrivo in ospedale di una giovane paziente, Rosa, porta tensione tra Alberto, che vuole operarla, e Delia che si oppone.

Le condizioni di Rosa si sono stabilizzate, ma il suo cuore è tutt'altro che fuori pericolo. Mosca dà a Delia quarantotto ore per trovare una soluzione, altrimenti prenderà la questione nelle proprie mani. Nel frattempo Rosa scompare e bisogna ritrovarla in fretta, perché le sue condizioni potrebbero precipitare.

Agata arriva in ospedale per una visita di suo figlio e lì incontra Mosca e nota anche la fede che il capo chirurgo porta al dito: in un istante, tutte le bugie crollano, ma non c'è tempo per le spiegazioni a causa di un'emergenza improvvisa. Alberto, intanto, incontra Ilaria, la donna con cui tradì Delia.

L'arrivo di Ilaria in ospedale non ha fatto altro che mettere ancor più a dura prova la convivenza fra Delia e Alberto, che sono, però, costretti a collaborare in vista del congresso di cardiochirurgia a cui Cesare ha invitato luminari provenienti da tutto il mondo. La situazione precipita quando Delia scopre che tutto quello che credeva di sapere sul passato, in realtà, è una menzogna.

Delia è ancora sconvolta per quello che ha scoperto da Ilaria. È determinata a scoprire la verità che Alberto continua a negarle e così va da Luisa per chiederle aiuto. La donna, però, non ha intenzione di rivangare il passato e, per farla soffrire, si limita a umiliarla, mettendo in dubbio l'amore che Alberto provava per lei.

Alberto e Delia devono salvare una paziente che è diventata improvvisamente cianotica. Mosca approfitta del caso per rivalersi su Ferraris e sospenderlo dalla sala operatoria. Alberto si oppone, ma ha bisogno dell'aiuto di Delia per dimostrare la sua innocenza. Nel frattempo, Rosa e Virginia sono costrette a fare i conti con l'attrazione che entrambe provano per Fausto.

Alberto è in un locale con Karen quando, tra la folla, un uomo accusa un malore: è Gianni Sciortino, un playboy di una certa fama. L'uomo viene ricoverato nell'entusiasmo delle pazienti, che fanno a gara per procurarsi un autografo. Nonostante gli atteggiamenti da spaccone, Gianni è un fine osservatore e non ci mette molto a intuire i sentimenti che ci sono fra Delia e Alberto.

Il soggiorno americano di Cesare insospettisce Mosca, che comincia a intuire parte della verità. Quello non è però l'unico mistero con cui l'équipe deve fare i conti: una paziente rifiuta all'ultimo minuto di farsi operare, senza dare spiegazioni. Quando l'emergenza sembra rientrata, Delia sparisce nel nulla.

Cesare rientra a sorpresa dagli Stati Uniti, causando imbarazzo tra Delia e Alberto che faticano a nascondere quello che è successo fra loro. Alberto sembra pronto a rivelare a tutti il suo amore per la cardiologa, ma lei è combattuta. Il rientro del primario è un duro colpo soprattutto per Mosca, che si trova a dover fare i conti con il suo operato durante l'assenza di Cesare.

In ospedale c'è trambusto: una nuova paziente, Margherita Bottai. La donna, in seguito ad una discussione con il marito, ha una crisi cardiaca e, nonostante venga operata con successo, le sue condizioni restano critiche. Delia improvvisa allora una tecnica che ha visto a Houston di cui si assume la responsabilità per un eventuale fallimento.

Cesare e Alberto non hanno dubbi: la morte di Margherita Bottai verrà utilizzata dai loro avversari per estromettere il primario. Anche se non ha commesso alcun errore, Delia si sente responsabile e sembra essersi arresa, tocca ad Alberto, quindi, far luce su quella vicenda.

Le notizie arrivate dal Sudafrica hanno gettato nello sconforto tutta l'equipe dell'ospedale Molinette. Cesare ha accusato il colpo, ma non ci mette molto a ritrovare la voglia di combattere, anche perché in ospedale arriva un nuovo paziente, che potrebbe essere il candidato ideale per tentare il trapianto.

Le condizioni di Cesare stanno peggiorando. Il primario ha bisogno di un cuore nuovo e vuole che sia proprio Alberto a impiantarglielo. Alberto, però, non è lucido: si sente in colpa per quello che è successo a Luisa e per i sentimenti che prova per Delia. Anche la cardiologa si sente a disagio in presenza del marito.

All'ospedale arriva un nuovo direttore sanitario, che si dimostra fin da subito fedele alleato di Mosca. Cesare non è certo disposto ad arrendersi, ma ormai manca solo la firma del Consiglio e il capochirurgo avrà vinto. E così, mentre Alberto e Delia restano in ospedale per studiare i bollettini medici che sono arrivati dal Sudafrica, Cesare decide di tornare a casa.