《兒科醫生》以幾個孩子的病案為線索，兒科醫生們展開一系列拯救治療的故事，其中蘊含著醫生之間層層感情糾葛。在片中薇薇是一個因心臟病被父母拋棄，后被兒科醫院救治的患兒，和醫生雨佳姐姐親如家人。
微微因為從小就有先天性心臟病，但是她的父母沒有錢為她治療于是拋棄了她。微微自己跑出孤兒院，一不小心被來往的車輛撞了。幸好遇到了兒科醫院的醫生們。醫生們把她送進醫院，不過因為沒有監護人的簽證無法為微微治療。最后在在申赫與唐雨佳的各種努力下醫院同意了為微微展開治療。
乖巧可愛的微微受到了很多醫生的喜愛，在醫生們的努力以及醫院資金的支持下，微微的病情日漸好轉，大家都想找到微微的父母，希望微微能夠回到自己以前的家里。不過在微微病好了之后大家也還沒找到她的父母。這時候唐雨佳提出自己收養微微，可是因為唐雨佳還沒有足夠的能力申請領養手續，所以最好微微還是被送到了孤兒院。