同ドラマは、「グランドジャンプ」(集英社)で連載中の同名コミックが原作で、2019年4月期の“月9”ドラマとして放送された「ラジエーションハウス~放射線科の診断レポート~」の続編。窪田が、天才放射線技師・五十嵐唯織(いがらし・いおり)を演じる他、前シリーズに出演していた本田翼、広瀬アリス、浜野謙太、丸山智己、矢野聖人、山口紗弥加、遠藤憲一、鈴木伸之、浅野和之、和久井映見らも続投する。
アメリカで最も権威ある放射線科医・ピレス教授から才能を認められた唯織(窪田正孝)は、人工知能を使った読影補助ソフトの開発プロジェクトに誘われ、渡米を決意。
杏(本田)は、そんな唯織に「あなたが手出しできないくらい優秀な放射線科医になってみせます。だから必ず戻ってきてください」と約束する。
その約束から2年後、プロジェクトが一段落した唯織は、日本に帰国し甘春総合病院への復帰を望んでいた。だが、甘春総合病院は、院長だった大森渚(和久井)の後を引き継いだ新院長の灰島将人(高嶋政宏)が病院の合理化を実施していた。
「放射線科医はいらない」と言い出し、読影はすべて外部の「遠隔画像診断センター」に委託してしまう。それに伴い、ラジエーションハウスも規模が縮小され、黒羽たまき(山口)、軒下吾郎(浜野)、威能圭(丸山)、悠木倫(矢野)は、甘春総合病院を辞め、それぞれ別の病院などに転職していた。
そんなある日、バイオリニストの宝生真凛(田中みな実)がリサイタル中に倒れるという事態が発生し、客席にいた灰島は彼女を甘春総合病院へ救急搬送する。
一方、ラジエーションハウスで田中福男(八嶋智人)と働く裕乃は、最近様子がおかしかった小野寺(遠藤)が認知症予備軍と診断されたことを知り、たまきや軒下らに助けを求める。小野寺が今まで通りに仕事を続けていくためには周りのサポートが必要と考えての行動だった。
しかし、たまきたちの反応は冷たかった。同じ頃、唯織は、杏(本田)の父親でもある前々院長の甘春正一(佐戸井けん太)の元を訪ねていた。そこで唯織は、杏がすでに甘春総合病院にいないことを知る。
そんな折、仕事を終えて帰路についた杏は、妊娠中の森迫由美(森カンナ)が腹痛に襲われ苦しそうにしているところに出くわす。由美は、かつて唯織たちがその命を救った世界的な写真家・菊島亨(イッセー尾形)の娘だった。そこに唯織が現れる…。
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