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《大明医圣李时珍》讲述了我国明朝伟大的医药学家李时珍（公元1518年-1593年）富有传奇色彩的一生和跌宕起伏的情感历程。正德十六年，武宗驾崩，朱厚熜即位，建元嘉靖。李言闻被封为太医院吏目。李言闻好友吴药师因治错小郡主的病，被关入牢中。吴药师临终托孤，将女儿吴斯语许配给李时珍。长大后李时珍进阳明书院学习，和荆王府世子朱成翊成为同学。朱成翊希望拉拢李时珍为自己所用，却被李时珍严词拒绝。朱成翊遂与李时珍成了死对头。李时珍偶遇一个美丽的少女朱苌葶，却发现她脉象异常，命不久已。李时珍给她治疗多年顽症，两人产生爱慕之情。一次偶然的机会，李时珍发现少女居然是荆王府郡主。李时珍希望能考取功名，得个一官半职，与苌葶也不是不可能。朱成翊得知李时珍赶考，便派人买通主考官。李时珍被考官诬陷舞弊，赶出考场。李时珍心结郁积，一病不起。苌葶暗中派人送信与李时珍商量私奔，得不到任何回应，失望之余病情加重，也卧倒不起。荆王急忙下令要李言闻替女儿看诊，可是李时珍命在旦夕，李言闻根本无法离开。危急时刻，斯语出面坦承自己的药膳是治疗郡主的关键，立下生死状，进入荆王府救治苌葶。成翊要求斯语留在自己身边，在王府享受荣华富贵，被斯语拒绝。李时珍终于和斯语完婚，并且跟随父亲正式开始行医。李时珍经过几轮考试，终于进入太医院。此时朱苌葶拜道士陶仲文为师，整日沉迷于炼丹食丹不能自拔；而蓝行义则和已成为杨妃的杨雪英勾结，利用所学医术，在后宫兴风作浪；朱成翊也来到京城，和严世蕃勾结一气；景王和裕王争夺太子之位，严嵩和徐阶两派政治斗争激烈。李时珍卷入这波澜诡谲阴谋重重的宫廷斗争之中……
徐长明从李行义那里得知李时珍已经死了，斯语等人悲痛万分。大家正在给李时珍办丧事的时候，李时珍却奇迹般地回来了。原来，李时珍掉下山崖之后，幸亏被八戒师父发现。李时珍与斯语相见，相拥而泣。李时珍来到大牢之中看望李行义。李行义已经被判处凌迟处死，于是他提出让李时珍帮忙，让他体面地死去。李时珍设法给他一杯药酒，等到行刑时，李行义已安乐死去。
嘉靖病愈后看见发疯的景王，便交待崔方，让他离开人间少受些罪。然后召见李时珍，想让他为自己寻找长寿之法，但李时珍却向皇上提出自己已经决意要离开太医院，回家乡去安心修本草。嘉靖无柰，同意让李时珍离去。李时珍离京之前，将一本医药笔记交给徒弟金基泰，让他带回朝鲜，将中华医药学发扬光大。