そして最終回。患者はシーズン6をけん引してきたニコラス丹下その人だった。
病状は極めて深刻で、未知子をもってしても成功する可能性は低い。加えて、丹下はインサイダー取引疑惑で逮捕拘留中。無理なオペで命を縮めることは許されない。オペに参加すれば医師生命を絶たれるというプレッシャーで東帝大学病院の医師が誰ひとりとして手を差し伸べない中、未知子はたった一人で難しい手術に挑んだ。
未知子でも経験のない難しい症例で、術式が定まらないまま始まった手術。助手不在で医師の手も足りず、絶対絶命…その瞬間、海老名と多古(戸塚純貴)がオペ室に入ってきた。続いて加地、原(鈴木浩介)、村崎。見学室には浜地の姿も。さらに突如AIが起動し、打つ手がなかった未知子に術式を指示。未知子が「それだけじゃ弁下狭窄が解除できない！」と叫ぶと、潮が術着姿で入室し「大動脈基部の切開を僧帽弁輪部まで延長。心臓修復用パッチで弁輪を拡大し、大動脈を再縫合する」と対応策を提示した。
最後は東帝大学病院の医師が総力を結集し、ひとりの命を救うため一致団結。ドラマチックな展開に、ファンからは「これでこそドクターX！」「胸熱展開にシビれた!!」「涙腺崩壊…！」といった熱い声が上がった。
クランクアップに際し、「この間、内田有紀ちゃんが“『ドクターX』は安心感と緊張感の両方を持ち合わせた作品”とおっしゃっていましたが、本当にその通りだと思います」と語った米倉。楽しい演出で和気あいあいとした雰囲気がもたらす「ドクターX」ならではの安心感と、未知子の信念に貫かれた医療シーンの緊張感。そして、最後は敵キャラも一体となって命を救うというサプライズ展開。その絶妙なバランスこそが「ドクターX」の人気をけん引している。
東帝大学病院の総力を挙げたクライマックスに、海老名、加地、原、潮が病院をクビになって神原名医紹介所に所属!?というオチもついて「『ドクターX』まさか完結⁉」「終わってほしくない…」と、シリーズ存続を願う声も続々と上がっている。失敗しない孤高のドクター・大門未知子にまた会える日が来ることを心から願わずにいられない。
なお「ドクターX」最終回は放送後もTVer、テレ朝動画、AbemaTVなどで視聴可能。