Когда Ли Си Вон был маленьким ребёнком, его мать трагически погибла в результате аварии. Это событие оказало сильное влияние на него. Тогда главный герой дорамы «Доктор Брейн» принял решение стать медиком. И когда он вырос, начал посвящать всё своё время исследованию мозга. Сейчас Ли Си Вон считается гением. Он помнит всё, что видит. У него идеальная фотографическая память. Спустя два десятилетия после смерти матери Си Вон становится известным учёным с докторской степенью. Он имеет славу и признание всего мира. Но за внешней оболочкой гения скрывается хрупкий и ранимый человек, до сих пор переживающий утрату. Действие дорамы «Доктор Брейн» начинается в тот момент, когда с ним связывается неизвестный. Он просит его извлечь информацию из мозга недавно скончавшегося человека. Ли Си Вон принимает необычное предложение. Вскоре он приступает к серии экспериментов с целью извлечения информации из мозга умершего. Однако сталкивается с неудачей. Через несколько дней Ли Си Вон делает ошеломляющее открытие.