1860년 파리. 질병이 미생물에 의해 발생한다는 이론을 공론화 해온 화학자 루이 파스퇴르는 이를 위해 의사들이 수술 전에 손을 씻고 수술기구를 살균하도록 함으로써 균이 전파되는 것을 막아야 한다고 주장한다. 이에 프랑스 의학협회, 특히 수장 격인 샤보네 박사로부터 돌팔이라고 무시당한 그는 황제 나폴레옹 3세의 심기를 건드리며 파리를 떠나 아르부아라는 작은 마을로 이주한다.

10년 후, 프로이센에 전쟁 배상금을 지불하는데 필요한 가축들이 탄저병으로 멸종되고 있는 것에 고민하던 프랑스 정부는 오직 아르부아 지역 만이 아무런 문제가 없음을 알게 된다. 그곳에 파견된 정부 관리는 파스퇴르와 그의 충직한 연구원들이 백신을 개발해 그 지역의 양들에게 무료로 접종을 해왔다는 것을 알게 된다. 얼마 후, 파스퇴르는 정부의 공개 실험에서 백신을 주입시킨 양과 그렇지 않은 양의 결과를 자신의 백신에 회의적인 샤보네 등이 보는 앞에서 명백하게 입증해 보인다.

[마을 주민이 미친개에 물려 죽는 것을 목격한 파스퇴르는 파리로 돌아와 광견병 연구에 돌입한다. 그는 광견병에 걸린 동물에게서 병균을 얻어 약화된 백신을 만드는데 성공한다. 이 백신을 개에게 접종시키면 광견병에 걸리지 않는 것이 입증되었지만, 문제는 이 백신이 인간에게는 어떻게 작용할 것이냐 하는 점이었다. 파스퇴르는 마지못해 미친개에 물린 어린 소년에게 이를 실험하기로 한다.

한편, 딸 아네트의 출산을 맡아줄 의사를 구하지 못해 발을 동동 구르던 파스퇴르는 할 수 없이 오랜 숙적 샤보네에게 이를 부탁한다. 파스퇴르가 샤보네에게 수술 전 소독 절차를 부탁하자, 샤보네는 파스퇴르에게 그의 광견병 연구가 가치가 없다는 것을 증명하는 내용을 서면으로 요구한다. 자신의 딸을 구하기 위해 파스퇴르는 이에 동의하지만, 그 충격으로 그는 뇌졸증으로 쓰러진다. 그러나, 얼마 후 마침내 소년은 회복되고, 샤보네는 파스퇴르의 천재성에 경의를 표한다. 자신의 70번째 생일날 의학협회 강단에선 그는 벅찬 감격의 순간을 맞는다.