東都大学医学部助教授・大島茂（宇津井健）には娘・幸子（山口百恵）がいる。ある日、大学で爆発事故が発生。幸子は医学部の学生・相良光夫（三浦友和）に助け出される。
馬術の練習中、幸子（山口百恵）がめまいを覚えて落馬する。めまい、斑点、吐き気の症状から、放射線医学を専攻する茂（宇津井健）の頭に疑念がよぎる。
検査の結果、幸子（山口百恵）は再生不良性貧血症とわかった。幸子が治る可能性は50％の確率だという。茂（宇津井健）は敏江（八千草薫）にも病名を隠し…。
茂（宇津井健）は、敏江（八千草薫）に幸子（山口百恵）の病名を打ち明けた。悩みながら買い物をした敏江は、無意識のうちに腕時計をかごに入れ、万引き犯として捕まる。
幸子（山口百恵）は少しでも傷ついたら、血が止まらなくなる状態だとわかった。そんな幸子と光夫（三浦友和）は急速に親しくなるが、大島、相良両家の関係は険悪に。
幸子（山口百恵）と光夫（三浦友和）の仲が深まることを恐れた茂（宇津井健）は、敏江（八千草薫）に二人が相良（長門裕之）を父とする異母兄妹であることを告白した。
幸子（山口百恵）は食事会で光夫（三浦友和）の母・多加子（原知佐子）から彼の婚約者という岡崎ユカリ（小川美希）を紹介される。光夫との交際を禁止された幸子は…。
幸子（山口百恵）が自分の妹だと知った光夫（三浦友和）は、ショックのあまり家出する。娘の心情を思いやる茂（宇津井健）は光夫を捜して北海道へ向かう。
回復の見込みのない幸子（山口百恵）を、もう一度実母の理恵（岸惠子）に会わせてやろうと、茂（宇津井健）はパリ行きを決めた。
パリで理恵（岸惠子）に再会し夢見心地の幸子（山口百恵）は、貧血を起こして倒れた。幸子が白血病だと知った理恵の衝撃は大きく、茂（宇津井健）は彼女を必死に慰める。
パリから帰る飛行機の中、幸子（山口百恵）は疲労のため洗面所で倒れ、頭部を打ち鼻血を出した。茂（宇津井健）は輸血のためRHマイナスAB型の血液を求め乗客に訴える。
幸子（山口百恵）は元気を取り戻す。しかし、理恵（岸惠子）がパリから送ってきた薬草と手紙を見た幸子は、その絶望的な文面から自分が白血病であると思い込んだ。
幸子（山口百恵）は光夫（三浦友和）へのクリスマスプレゼントに手袋を編もうと思い立つ。街へ出た幸子は、再生不良性の貧血を起こしている妊婦を見つける。
大晦日になると光夫（三浦友和）は気持ちを抑えきれず、車で幸子（山口百恵）を迎えに行く。茂（宇津井健）たちも、幸子に負けて“雪を見にいく”という二人を送り出した。
ある日、ソファに倒れ込んでいる幸子（山口百恵）を見た茂（宇津井健）は、慌てて大学病院に入院させた。投与している薬に抗体ができ、効果がなくなってきていたのだ。
病院を飛び出した幸子（山口百恵）はいまだに行方不明。茂（宇津井健）たちも留守のため、森川（福田豊士）と光夫（三浦友和）は相談の末、警察に捜索願を出す。
茂（宇津井健）と森川（福田豊士）は、幸子（山口百恵）の体内の血液をすべて入れ替えるのが最善の方法だと考えた。光夫（三浦友和）たちは必死の呼びかけを始める。
血液の総入れ替えで元気を取り戻した幸子（山口百恵）は、医学部への受験勉強に励む。ある日、光夫（三浦友和）にアメリカの大学から留学許可の知らせが届いた。
幸子（山口百恵）の前に、記者・石田（河原崎長一郎）が現れる。茂（宇津井健）は、石田によって幸子の出生の秘密が明らかにされることを恐れる。
相良（長門裕之）は、幸子（山口百恵）が茂（宇津井健）と敏江（渡辺美佐子）の子ではないと知った。18年前、自分が理恵（岸惠子）に生ませた子のことが頭をよぎる。
幸子（山口百恵）の身を気遣う理恵（岸惠子）が、休暇を取って帰国。理恵の心を察した敏江（渡辺美佐子）は、二人で一夜を過ごさせようと幸子を理恵のホテルに行かせた。
相良（長門裕之）、理恵（岸惠子）、幸子（山口百恵）の3人で夕食を共にした夜、家路についた幸子は、自宅の門前でふいに目が見えなくなった。
幸子（山口百恵）が自分と理恵（岸惠子）の子であると知って以来、自分の人生を悔み始めていた相良（長門裕之）。妻の多加子（原知佐子）に離婚を申し込んだ。
幸子（山口百恵）は東都大学に合格し、周囲の人々も祝福する。しかし、ただ一人、相良（長門裕之）の行動を許せない多加子（原知佐子）は幸子に本当の両親を暗示した。
幸子（山口百恵）は絶望のあまり、北海道行きの定期便トラックに乗り込んだ。幸子の自殺を心配する茂（宇津井健）や光夫（三浦友和）は幸子を追って空路、北海道へ飛ぶ。
札幌で入院している幸子（山口百恵）を見舞いに理恵（岸惠子）も札幌へ向かった。茂（宇津井健）は幸子の心を解きほぐすため、理恵に本当の母親として名乗るよう頼む。
骨髄移植の手術をすることになった幸子（山口百恵）。入院の日、幸子は茂（宇津井健）に「お父さん、私をおんぶして」と甘える。
茂（宇津井健）の誕生日。幸子（山口百恵）光夫（三浦友和）にも手伝ってもらい、パーティーの準備をする。パーティーで幸子は自分を支えてくれた皆に感謝を伝える。
幸子（山口百恵）と光夫（三浦友和）は二人きりでヨット遊びを楽しむ。花柄の晴れ着で、“忘れな草”の歌を歌う幸子の体がよろめき、一瞬気を失う。