《偵探醫生》以職業環境醫學專家為核心，講述通過預防性醫療手段揭露產業災害、職業病及人為環境災難真相的故事。38歲的都仲恩（樸真熙飾）是天賦異稟的職業環境醫學專科醫生，因常年接觸職場壓迫性真相形成拒人于千里之外的冷峻性格，唯有與女兒相處時才展露溫情。她憑借超凡洞察力追查威脅群體健康的隱秘真相，與表面玩世不恭的許民基醫生（奉太奎飾）形成互補搭檔——后者出身醫學世家卻背負16年前父親離奇死亡的執念，駕駛黃色敞篷奔馳、身著奢侈品牌的表象下藏著以私刑實現正義的復仇執念。兩人在對抗企業隱匿的職業傷害案件中，逐步揭開跨越數十年的系統性健康危機黑幕。