Bác sĩ Tenma Kenzo là một bác sĩ chuyên khoa phẫu thuật thần kinh trẻ người Nhật công tác tại bệnh viện Eisler Memorial ở Düsseldorf, Tây Đức. Vốn bất mãn với lối điều trị đặc cách cho những bệnh nhân chính khách của bệnh viện, Tenma đã nắm bắt cơ hội để thay đổi sự thiên vị đó sau khi tham gia chữa trị cho anh em sinh đôi Johan và Anna Liebert – những nạn nhân của một vụ thảm sát đẫm máu. Johan dính một vết súng bắn vào đầu, còn Anna thì liên tục lẩm bẩm về chuyện giết người. Tenma đã quyết định chọn cứu Johan thay cho vị thị trưởng nhập viện sau. Kết quả là tính mạng của Johan được bảo toàn, nhưng thị trưởng Roedecker lại qua đời; do đó Tenma cũng mất luôn địa vị xã hội mà anh đang có. Không lâu sau, giám đốc bệnh viện của Tenma, ông Heinemann cùng nhiều bác sĩ khác bị sát hại bí ẩn, còn hai đứa trẻ sinh đôi kia cũng mất tích khỏi viện. Cảnh sát nghi ngờ Tenma là hung thủ nhưng họ lại không có bằng chứng nên chỉ có thể thẩm vấn anh.

9 năm sau, Tenma giờ đã làm giám đốc khoa phẫu thuật tại bệnh viện Eisler Memorial. Sau khi Tenma cứu sống một tên tội phạm tên là Adolf Junkers, tên này liên tục lẩm bẩm về một con "quái vật". Trong khi Tenma đem một chiếc đồng hồ trở lại tìm Junkers, ông phát hiện người canh gác phòng của Junkers đã chết còn Junkers thì mất tích. Sau khi truy dấu đến một tòa nhà đang thi công dở nằm ở gần bệnh viện, Tenma thấy Junkers đang bị chĩa súng vào đầu. Junker cảnh báo vị bác sĩ đừng tiến lại gần và cầu xin ông bỏ chạy, nhưng Tenma từ chối và kẻ cầm súng lộ diện chính là Johan Liebert. Bất chấp Tenma cố gắng dùng lời lẽ thuyết phục, Johan vẫn nổ súng lấy mạng Junkers. Kế đó, tên sát nhân nói với Tenma rằng y không thể nào giết chết ân nhân đã cứu mạng mình, rồi y bỏ đi vào bóng tối, để lại Tenma đang chết lặng trước những gì mình chứng kiến.

Phía cảnh sát luôn nghi ngờ Tenma là hung thủ của vụ án năm xưa, đặc biệt là Thanh tra Lunge thuộc tổ điều tra BKA, do đó vị bác sĩ phải cố thu thập thêm thông tin về Johan. Ông sớm phát hiện ra em gái của Johan đang sống hạnh phúc trong một gia đình nọ sau khi được nhận nuôi làm con gái họ; tuy vậy cô vẫn còn những di chứng từ quá khứ khủng khiếp bởi những cơn ác mộng mà cô gặp hàng đêm. Tenma tìm ra Anna vào dịp sinh nhật cô và sau đó biết được rằng cha mẹ nuôi đã đặt tên cho cô là Nina. Tenma đã cố hết sức bảo vệ Anna khỏi Johan, nhưng lại không kịp ngăn y ra tay sát hại cha mẹ nuôi của cô. Sau cùng Tenma tìm ra chân tướng về gốc gác của những tên "quái vật" như Johan: nhiều năm về trước, chính phủ Đông Đức đã sử dụng một trại trẻ mồ côi bí mật tên là "511 Kinderheim" nhằm cố gắng tạo ra những chiến binh hoàn hảo bằng cách lập trình tâm lý của lũ trẻ. Tenma cũng phát hiện ra tác giả những cuốn sách thiếu nhi dùng trong một thí nghiệm ưu sinh tại đất nước Tiệp Khắc cũ. Sau khi biết được những hành vi tàn bạo mà đám "quái vật" kia gây ra, Tenma thề sẽ sửa chữa sai lầm năm xưa bằng cách cứu sống Johan.