Dr. Martin Arrowsmith kutatóorvost egy pestisjárvány helyszínére, Nyugat-Indiába küldenek, hogy saját fejlesztésű vakcináját vesse be kór ellen. Mivel a szérum még nincs tesztelve, Arrowsmithnek súlyos döntéseket kell meghoznia a rövid távú emberáldozatok és az emberiség hosszú távú haszna, illetve az őt támogató intézet céljai és saját eszméi között.