どんなに難しい手術でも必ず成功させる医療界のバンクシー、正体不明の天才外科医『Dr.チョコレート』。義手の代理人“Teacher”こと野田のだ哲也てつやは『Dr.チョコレート』こと10歳の少女 寺島てらしま唯ゆいと共にシンガポールから2年ぶりに帰国。スゴ腕の仲間を集めた医療チーム「チョコレート・カンパニー」を結成し、法外な報酬で違法な医療行為を繰り返していく。全ては、ある目的を果たすために――。
義手の元医者Teacher（坂口健太郎）と、天才的なオペスキルを持つ少女･寺島唯＝Dr.チョコレート（白山乃愛）は、シンガポールから2年ぶりに帰国すると、6人のクセ者スタッフを集めて前代未聞の最強医療チーム『チョコレート･カンパニー』を結成。現金1億円と秘密保持契約、相応のチョコレートを条件に、ワケあり患者の命を救う。その目的は、2年前に唯の両親の命を奪った陰謀の謎を解き明かすこと…。キャラも価値観もバラバラのカンパニーは、オペの最中も言い争いばかりでTeacherをあきれさせながらも、ミス一つなく唯の執刀を完璧にサポートし、難しいオペを次々と成功させていく。
Teacher（坂口健太郎）の許可をもらって小学校に通い始めた唯＝Dr.チョコレート（白山乃愛）。友達に会えるのはうれしいけど、放課後はオペがあるからみんなと遊べないのが玉にきず。初めての授業参観も、「パパとママ、どっちが来るの？」と友達に聞かれて返事に困るが…Teacherに“来てほしい”と言い出せない。 そんな中、チョコレート・カンパニーに珍しいイベントが舞い込む。お笑い（前田旺志郎）が歌番組の前説で漫才を披露することになり、みんなに観に来てほしいというのだ。どうせスベるに決まってる…唯以外の大人は難色を示すが、同じ番組に『ワールドクラス』（&TEAM）が出演すると知って急に色めき立つ。ワールドクラスは人気絶頂のボーイズグループだ。メンバーの本業は声優だが、アイドルとして人気が出れば声優としても売れると言う社長（大河内浩）の夢・武道館ライブのために、今は声優業を休んでアイドル活動に専念している。そんな人気グループを間近で見られるなら…と、翌日、みんなで観に行くことに。
Teacher（坂口健太郎）は唯（白山乃愛）の小学校から呼び出しを受ける。唯が上級生に暴力を振るったらしいのだ。うなぎ（斉藤由貴）と一緒に小学校を訪れたTeacherは、イジメを止めただけで暴力は振るってないと主張する唯の言い分も聞かず、事を荒立てないために早々と謝罪。唯の気持ちをないがしろにするTeacherを、うなぎは「唯ちゃんは間違ってない！正しいことをしただけ」と珍しく強い口調で非難する。
Teacher（坂口健太郎）はうなぎ（斉藤由貴）が元いた御殿会病院の医療ミスと隠蔽工作を記事にしてもらった見返りに奥泉（西野七瀬）を食事に誘う。奥泉がDr.チョコレートの正体にたどり着いたことを知らないTeacherは、酒の酔いに任せて唯（白山乃愛）への素直な思いを語り、「何があっても唯を守る」と明言。奥泉は複雑な気持ちで耳を傾ける
人けのない道路で、男女が乗ったバイクが単独事故を起こす。事故を起こしたのは人気俳優・西崎竜人（井上想良）と、交際相手の女優・葉山えりか（青島心）。走行中に濃霧で視界不良となり、ガードレールに激突したのだ。額に傷を負った西崎の傍らでえりかは意識昏睡だが、2人の交際は世間に秘密のため病院には行けない…。どうすることもできずに困窮する西崎。するとそこへ…「我々に依頼しませんか？」と、Teacher（坂口健太郎）が現れる。
2年前の爆破事件の首謀者である“め様”は警察の人間である可能性が高い…。新たな情報を得たTeacher（坂口健太郎）と奥泉（西野七瀬）は、2年前の爆発事故に関する何かを隠していそうな刑事･与田（平子祐希）に会って話を聞こうとする。 一方、学校帰りの唯（白山乃愛）の前に、北澤の妻･睦美（香椎由宇）が現れる。父の友人だった睦美との再会を唯は喜ぶが、北澤夫妻が自分を預かろうとしていたこと、それをTeacherが断っていたことを初めて聞かされ、悩み始めてしまう。
ショッピングサイト『DOUZO』の配送センターが爆発炎上！Teacher（坂口健太郎）は、爆発に巻き込まれて海王病院に搬送された重症患者の中に『め組』の堤（佐野弘樹）がいると知って焦燥する。唯（白山乃愛）の両親･寺島夫妻の殺害に関与している可能性のある堤に死なれては、事件の真相がまた遠ざかってしまう…。意識不明の堤をなんとしても救いたいTeacherは、自ら依頼人となってカンパニーに堤のオペを依頼する。だが、誰にも知られずにオペができる場所は…カンパニーのアジトしかない。 一方、奥泉（西野七瀬）は、『め組』の捜査に動き出した刑事･与田（平子祐希）から協力を求められる。奥泉が見返りを要求すると、与田は、『め組』の実行犯・沢入（福山翔大）を釈放させた真の黒幕の名前を明かして…。
Dr.チョコレートの告発記事が掲載され、逮捕を恐れたチョコレートカンパニーはアジトを去り、みんなバラバラになってしまった。Teacher（坂口健太郎）は唯（白山乃愛）を安全な北澤夫妻の家に預け、記事を書いたであろう奥泉（西野七瀬）に何度も電話をかけるが、奥泉は電話に出ない…。 Teacherに会えなくなってすっかり元気をなくした唯の元に、程なくして足湯（鈴木紗理奈）から連絡がくる。どうしても助けたい患者がいるという足湯は、1億円は自分が用意するから…と唯にオペを依頼。患者は妊娠28週目の岡田英玲奈（天野はな）。21週目の時にステージ2の子宮頸がんが発覚しているため今すぐにでもオペが必要だが、どの病院でもおなかの子は諦めろと言われてしまうらしい。「自分はどうなってもいいから、おなかの子だけは…」と望む英玲奈を、足湯は母子ともに助けてほしいと唯に頼む。だが、聞けば足湯と英玲奈は友人でも親戚でもなく赤の他人で、出会ったのはわずか3日前だという…。
2年前の爆破事件の首謀者“め様”の正体は、殺された寺島葵（安達祐実）の友人･北澤睦美（香椎由宇）で間違いない…ついに真の黒幕にたどり着いたTeacher（坂口健太郎）と奥泉（西野七瀬）は、睦美と一緒にいる唯（白山乃愛）を救出するため急いで北澤の家に向かうが、一家はすでに軽井沢に引っ越した後で、家はもぬけの殻…。新居の住所を知らない2人は、刑事の与田（平子祐希）に電話をかけ、調べてほしいと頼み込む。 ちょうどその頃、与田は城南署で『め組』の対応に追われていた。事件の実行犯･沢入（福山翔大）が出頭し、『め組』の一員だった後輩刑事･薮下（石川恋）も逮捕されたのだ。「こっちも暇じゃないんだよな」とぼやく与田から北澤の新居の住所を聞き出したTeacherは、万が一に備え、カンパニーに連絡して軽井沢に集まるよう伝える。 北澤の新居に駆け付けたTeacherと奥泉は、寝室で倒れている北澤（眞島秀和）を発見！さらに唯を見つけ出し、一緒にいた睦美を問い詰める！「あなたが、め様ですね…」…すると睦美はうろたえるそぶりも見せず、「遅いですよ、気付くのが」。自分が“め様”であることをあっさり認めた睦美は、薄笑いを浮かべ、2年前の全てを語り始める。そして、事件の全貌が明らかになった時、思いがけない悲劇の刃が唯を襲う！命のリミットが迫る最後の患者は唯！追い詰められたTeacherとカンパニーが下す最後の決断は…！そして、唯がTeacherに伝えた最期の願いとは…？さらばDr.チョコレート…涙の最終話！！
