어린이들을 위한 최첨단 의료 시설로 명성이 자자한 이곳에 아주 특별한 레지던트들이 있다. 우리나라 최초 어린이 의사 양성 프로젝트에 합격해 당당히 의사의 길을 걷고 있는 어린이 의사들 강훈, 장하다, 이로운, 구해조가 바로 그들이다. 정신없는 응급 센터에서 열심히 제 몫을 해내고 있는 네 명의 어린이 의사들. 사람들은 이들을 ‘의사 어벤저스’라 부른다. 나이도, 키도, 앳된 얼굴도, 딱 봐도 어린이에다, 아직은 실력을 더 갈고닦아야 하는 레지던트지만 열정만큼은 그 누구보다 높은 의사들이기 때문이다.

어느 날, 한 아이가 호흡 곤란으로 실려 들어오고, 구해조가 환자를 맞이한다. 독감 증세로 고생 중이었는데, 갑자기 호흡 곤란이 와서 응급 센터에 왔다는 것이다. 39도 고열에 마른기침, 근육통. 구해조는 독감 증상으로 보이는데, 호흡 곤란이 왔다는 것이 이상하다. 혹시 폐렴? 폐사진 판독 결과는 예상대로 폐렴으로 보인다. 마지막으로 신속 항원 검사를 진행했는데, 이게 어찌 된 일인가. 결과는 음성. 당황하는 구해조에게 치프 강훈이 다가오고, 폐사진을 유심히 바라보던 강훈은 코로나알파 검사를 의뢰한다.코로나알파는 코로나19의 변이로 멕시코에서 재유행 조짐을 보이는 전염병이다. 전염력이 강해 잠깐의 접촉만으로도 금방 전염될 수 있으니, 혹시 모를 사태에 대비해 빨리 조치를 취해야 한다. 구해조는 곧바로 환자를 격리하고 진단 키트로 코로나 검사를 한다. 병원에 실려 온 아이는 예상대로 근래 멕시코에 다녀와, 이후부터 증상이 나타났다는 것을 확인했다. 그럼 코로나알파일 가능성이 큰데……. 역시, 진단 키트 검사 결과가 양성으로 판명된다.

응급 센터에 비상이 걸린다. 전염병 환자가 응급 센터에 들어왔으니, 환자와 접촉한 의사와 간호사, 그리고 환자들까지, 더 이상 전염병이 퍼져 나가지 않게 해야 한다. 강훈과 구해조가 재빨리 감염 내과와 응급 의학과 교수에게 상황을 전달하고, 강훈은 환자를 음압 병상으로 이동시킨다. 환자와 접촉한 의사와 간호사들을 모두 찾아내 격리에 들어가야 하는 상황이 벌어지고, 역학 조사관이 파견되면서 병원은 초긴장 상태에 들어가는데……. 의사 어벤저스는 이 위기를 이겨 내고 전염병 확산을 막을 수 있을까?