外人眼里，方鸣是一个事业成功的年轻人，和妻子非常恩爱。但是他总是觉得生活比较平淡。一次网上聊天，意外结识了同样和自己有着同样感觉的女人瑞娟。二人利用业余时间参加了网友广西之行的自助游活动。
在那里感染了“钩端螺旋体病”，为了隐藏自己的一次放纵行为，他百般隐藏自己的行踪。
以陈思源为代表的“CDC”小组，细微之处洞察一切，以人道主义为宗旨，克服种种障碍，查清病情，挽救了方鸣的生命，但是因为方鸣的刻意隐瞒，最终葬送了女友的生命，也断送了自己的家庭。
病案追踪第2集剧情介绍某中学在高考前发生奇怪病例，五名女生不明原因腹痛、呕吐、失忆，虚脱，晕倒，无法考试，疑似为传染病，被送进医院。CDC行动组找不到致病原因，但明确首先生病的是每次都考第一的张小端，她在生病的前一天旷课，去向不明。
学生们认为系张小端带回了疾病传染给了大家。经过陈思源等人对张小端行踪的周密调查，发现张小端身体无病，是担心这次考试无法考第一，无法向单亲母亲和老师交代，而自己在网上查出吓人的症状买药服用“制造”的疾病，并且谎称此病传染。
病案追踪剧照
同班同学在考高的压力下，群体性紧张敏感，人际关系复杂，具有“心因性疾病”的基础，在张小端这个特殊的刺激源作用下，跟她接近的学生仿佛感觉到了其实并不存在的“真实症状”，纷纷住院。
病因找到了，CDC行动组对症下药，通过科学实验很快治好了其他女生的心病，但是张小端仍然顽固，陈思源突发其想，激发出了张小端的生存本能。
病案追踪第3集剧情介绍徐崴崴的朋友贺强误入一个以野外生存训练为名的传销组织，贺强因看到有学员纷纷病倒而向徐崴崴求救。徐崴崴和陈思源立即赶往山区训练营地，此时这个训练营地已经有七个人病倒，其中一个已经死亡，陈思源通过让贺强悄悄将血检样品带下山，并通过自己所学的传染病知识，确定此病为流行性出血热。
但传销组织的头领出于让学员们发展下线的目的，极力隐瞒事实，并切断了营地人员与外界联系的通讯。山区的条件十分艰苦，疾病传染所相当迅速，陈思源感觉到事态非常紧急，立即用CDC专用联络方式与项洪峰和林涵取得了联系，希望得到支援。
项洪峰他们的车因山洪而受阻于途中。陈思源和徐崴崴为控制传染病的蔓延而将真相告知了学员们，因而被传销头领打晕关押。陈思源和徐崴崴机智勇敢地逃生，并将学员集中起来，自救自防。
项洪峰等人连夜赶路，终于将营地的所有学员解救出来，并将传销头领交送有关部门绳之以法。