东都大学医学院副教授大岛茂(宇津井健饰)的女儿幸子(山口百惠饰)，是个十七岁的善良美丽的姑娘，有一次，在医学院偶然发生的科研事故中，她受到了放射性钴60的辐射感染，得了白血病，经常需要输血治疗，医学院学生相良光夫(三浦友和饰)通过多次给幸子输血，彼此逐渐产生了爱情。但是，他们是不可能结合的，原来幸子的亲生父亲不是大岛茂，而是光夫的父亲相良英治，她与光夫是同父异母的亲兄妹，但他们这时都还不知道，加上幸子患了血癌，只能再活半年至一年时间。这些都在她的亲人中引起各种忧虑。

　　大岛茂和敏江(八草千薰，渡边美佐子饰)得知幸子患了白血病以后，为了让幸子短暂的生命能过得快乐，又同意让光夫与她来往。

　　心地狭隘的相良英治因为大岛茂研究急性放射病治疗，担心他会在医学院取代了自己的地位，竟然把大岛调离原子核医学系，要他到肿瘤研究所工作。大岛茂对工作的调动满不在乎，反认为可以更好地结合工作来治疗幸子的病。

　　一次，光夫从与幸子谈她的血型的过程中了解到她并不是大岛夫妇的亲生女儿，随后又通过调查，知道自己与幸子是同父异母的兄妹，感到非常痛苦，决定离家出走到北海道牧场去生活，以便忘掉幸子。大岛却劝光夫不要这样做，并把幸子得了血癌的实情告诉了光夫，于是，光夫又一次回到了幸子身边。

　　大岛茂考虑到幸子已不久人世，决定带她到巴黎与她的生母理惠作一次聚会。到巴黎后，幸子又一次发病，输血，在治疗过程中，理惠也知道幸子患了血癌，悲痛欲绝，但为了不影响幸子的情绪，理惠和大岛茂都装作若无其事，尽情陪伴幸子在巴黎游览……

　　幸子在从巴黎返回日本的飞机上，又发了一次病，经过紧急输血抢救，才脱离了危险。理惠听说有一种吉卜赛人的草药能治疗白血病，就从巴黎寄了这种草药回日本，并写信告诉大岛。幸子发现了理惠的信和草药，从而怀疑自己患了白血病，产生了悲观情绪;后经理惠与她通电话进行解释，才打消了她的疑虑。

　　过新年的时候，幸子与光夫一起开车到野外看雪景，中途汽车抛锚，要步行回家。幸子因与光夫在一起，表现得很坚强和有朝气。新年过后，她还要光夫帮助补习功课，准备报考医学院。

　　不久，幸子又一次发病住院，在医院认识了一个与自己患同样病症的小孩，后来这小孩死于白血病，幸子对照自己的病情，坚信自己也是患白血病，企图自杀，但被光夫及时制止了。

　　大岛夫妇看到已无法再向幸子隐瞒病情，决定把真相告诉她，正面动员她与疾病作斗争。果然，幸子振作起来，积极参加体育活动，显得比过去更加坚强。正当幸子满怀信心准备考大学时，光夫接到了去美国留学的通知，这件事又使幸子精神上受到一次冲击……

　　幸子听多加子说光夫要到美国留学，心情很不好，后来经光夫解释，并表示自己决定不去留学，幸子的情绪才恢复正常。

　　巴黎有个百万富翁看中了理惠，暗中派侦探对理惠的历史进行调查，查明了幸子就是理惠的私生女，险些把幸子的秘密公布在报刊上。

　　理惠因为惦挂幸子的病，从巴黎回到日本看望和陪伴幸子。相良从给幸子输血的过程中引起了对幸子身世的怀疑，逐步觉得幸子就是自己的亲生女儿。他通过向理惠和大岛反复了解，终于肯定了自己的怀疑。

　　幸子又一次发病，由于脑部组织发生浸润，引起失明，后经大岛给她进行放射治疗，才又度过了危险。

　　太一郎给幸子买了游艇，让她与光夫等一起去作了一次愉快的试航。随后，幸子考上了医学院，大家都向她表示热烈祝贺。但是，多加子为了让光夫与幸子分手，主动去给幸子谈血型问题，终于让幸子知道了自己是相良和理惠的亲生女，于是又引起了新的风波……

　　幸子知道自己的身世以后，精神受到重大刺激，她要求与光夫一起到北海道去生活，并且独自首先乘过路货车去了。大岛，光夫等人追踪寻找幸子，终于在札幌找到了她。随后，理惠，相良也先后来到北海道看望幸子，并在幸子又一次发病时，一齐给她输血。理惠在幸子面前承认了她们之间的真正关系，鼓励幸子重回东京过有意义的生活。

　　幸子又一次发病，需要移植血缘关系的亲人的骨髓进行治疗，光夫又为她作了骨髓移植，使她再次战胜死亡。

　　接着，幸子的脑部组织发生了第二次浸润病变，又动了一次脑部手术。这以后，幸子意识到自己快将死亡，为了不让亲人们悲伤难过，她振作起精神，与亲人们一一地愉快地告别，让他们留下美好的回忆。最后，她与光夫一起乘着游艇出海，然后在光夫的怀抱中安详地离开人世。

　　幸子死后，大岛向医学院的新生们宣扬了幸子对待疾病的顽强乐观精神，号召大家刻苦学习，攻克癌症堡垒;光夫也决定到美国留学，向白血病进军，以便将来造福人类。