1933年9月18日，三位畢業于日內瓦醫科大學的美國年輕醫生初到上海——這座東方最大的城市，就遇見這里的抗日大游行。在游行隊伍中，一位散發傳單的美麗少女引起了醫生海德姆的注意。第二天，在上海慈濟醫院，一支為傷員表演節目的劇團又被巡捕房驅趕，混亂中，海德姆發現他保護的人正是昨天游行隊伍中的女孩，名字叫 蘇菲(劉萌萌 飾)。

三位美國醫生發現上海慈濟醫院不是他們當初想象的那樣，免費為窮人治病，并不能實現他們強烈的治病救人的理想，于是決定一起在上海九江路開了一家“海德姆博士診所”。

在上海正風中學讀書的蘇菲是學校話話劇社的活躍份子，認識了上海復興大學的學生會主席 洪云飛(譚皓 飾)和宣傳部長寧英(戴江 飾)(戴江 飾)后，他們鼓勵蘇菲和她的劇社走上街頭，宣傳抗日。從蘇菲手上戴的翡翠手墜，洪云飛發現她正是自己在家鄉訂婚的未婚妻，蘇菲想還給他手墜，洪云飛安慰說，包辦婚姻是封建余孽，不必在意。

上海警察又在街頭抓捕出演抗日劇的學生，海德姆再次從警察手中救出蘇菲，無意中獲得蘇菲手上戴的翡翠手墜。

半年后，蘇菲因為參演電影《海葬》成為一名小有名氣的明星。在一家餐廳，蘇菲和朋友聚餐，看見一個人獨自吃飯的海德姆，海德姆一直對蘇菲念念不忘，還保存著她的手墜，當他從家中取回手墜，蘇菲又一次離去，并囑咐待者轉告海德姆，手墜送給他了。

海德姆的診所因為戰爭和內亂，難以為繼，房租都交不起。他的同學們都回國了，新朋友艾黎告訴他，中國有一支紅軍部隊向全中國發出停止內戰、團結抗日的號召，海德姆很是好奇。