Nashville, 1930. Vivien Thomas (Mos Def) é um hábil marceneiro, que tinha um nome feminino pois sua mãe achava que teria uma menina e, quando veio um garoto, não quis mudar o nome escolhido. Ele é demitido quando chega a Grande Depressão, pois estavam dando preferência para quem tinha uma família para sustentar. A Depressão o atinge duplamente, pois sumiram as economias de 7 anos, que ele guardou com sacrifício para fazer a faculdade de medicina, pois o banco faliu. Thomas consegue emprego de faxineiro, trabalhando para Alfred Blalock (Alan Rickman), um médico pesquisador que logo descobre que ele tem uma inteligência privilegiada e que poderia ser melhor aproveitado. Blalock acaba se tornando o cirurgião-chefe na Universidade Johns Hopkins, onde está pesquisando novas técnicas para a cirurgia do coração. Os dois acabam fazendo um parceria incomum e às vezes conflitante, pois Thomas nem sempre era lembrado quando conseguiam criar uma técnica, já que não era médico.