本季描绘重返医院的牧野医生与升入初中的学生们的新篇章。藤野一希难以适应中学生活，父亲突然带回新母亲与妹妹更令其家庭归属感崩塌；而顺利完成心脏病手术的冴岛直明升入新年级，虽立志成为牧野医生般的医者，内心仍怀不安。此时，一名因病复发失去求生意志的少女出现在牧野面前。除原作剧情外，本季将新增原创角色故事线。
仲野太贺 池松壮亮 吉冈里帆 滨边美波 小栗旬 宫崎葵 安藤樱 白石圣 坂井真纪 宫泽艾玛 大东骏介 松下洸平 要润 中岛步 山口马木也 菅井友香 佳久创 井上和 滨田龙臣 仓泽杏菜 松本怜生
三浦友和 广濑铃 吉田羊 二阶堂富美 渡边大知 柴田理惠 松下洸平 卡米拉·爱子 铃木碧樱
天海祐希 松下洸平 白石圣 中川大辅 丸山智己
松下洸平
丹泽尔·华盛顿 维斯勒·夏农 黛博拉·卡拉·安格 列维·施瑞博尔 约翰·汉纳
张建亚 张芝华 陈龙 曹可凡 黄英 王琳 潘虹 章龄之 周野芒 王菊 袁鸣 孔祥东 战士强 茅善玉 顾晓东 陈国庆 徐祥 冯玛娅 安栋
释彦能 张皓然 王婉中
王劲松 向能 王春子 任铭松 艾莉 周笑一 李宁远 杭子尧 赵育苇 刘思佳 向俞星 黄昱子 那馨
宋康昊 金相庆 金雷夏 宋在浩 边希峰 高瑞熙 柳泰浩 朴努植 朴海日 全美善 徐永嬅 崔钟律 刘承睦 申贤宗 李在应 郑仁仙 吴龙 朴真宇 朴泰京 沈成宝
白百何 白客 范丞丞 王紫璇 马浴柯 刘欢 刘頔 吕晓霖 沙宝亮 朱泳腾 杜若溪 郭佳伊 金車厘子
刘昊然 王传君 高叶 王骁 周游 杨恩又 原岛大地 王真儿 杨皓宇 刘亦淳
史元庭 陈昊森 王宣 范少勋 冈本孝
甄子丹 迈克·泰森 张晋 熊黛林
张涵予 梁家辉 林更新 余男 佟丽娅 韩庚 陈晓 谢苗 吴旭东 杜奕衡 海一天 张立 释彦能 孙蛟龙 程思寒 元武 肖轶 王尧 杨一威 苏翊鸣
藤谷文子 加濑亮 伊藤步 德尼·拉旺 让-弗朗索瓦·巴尔梅 香川照之 苍井优 石桥莲司 妻夫木聪
罗素·克劳 萨尔玛·海耶克 Abraham Alvarez Carlo Corazon
演员：丹泽尔·华盛顿 维斯勒·夏农 黛博拉·卡拉·安格 列维·施瑞博尔 约翰·汉纳
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演员：张建亚 张芝华 陈龙 曹可凡 黄英 王琳 潘虹 章龄之 周野芒 王菊 袁鸣 孔祥东 战士强 茅善玉 顾晓东 陈国庆 徐祥 冯玛娅 安栋
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演员：释彦能 张皓然 王婉中
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