การระเบิดของศูนย์วิจัย GMP ทำให้ชีวิตของเด็กทั้ง 4 คน ขุนเขา ฉัตรนรี ธีธัช และ มินตรา ต้องเปลี่ยนไป 20 ปีต่อมา ขุนเขา ได้เป็นหมอระบาดที่สามารถป้องกันโรคระบาดก่อนที่จะแพร่กระจายไปในวงกว้าง โดยมี มินตรา เพื่อนสนิทที่อยู่เคียงข้างมาตลอด โดยที่ขุนเขาไม่เคยรู้ว่ามินตราแอบชอบเขา จนกระทั่ง เจนจิรา นักข่าวสาวสวยถูก เจ๊จ๋า บก.สำนักข่าวเพจไล่ล่าหาข่าวส่งให้มาตามสัมภาษณ์ขุนเขาให้ได้ โดยมี แม็กกี้ ตากล้องเพื่อนสนิทมาร่วมภารกิจด้วย แต่ด้วยความที่ขุนเขาชอบทำงานมากกว่าให้สัมภาษณ์ ปัญหาจึงตกอยู่ที่เจนจิราต้องตามตื้อเพื่อให้ได้งานของเธอเช่นกัน ไม่ว่าขุนเขาและคนในทีมอย่าง เบญ และ เอก จะไปทำงานที่ไหนก็เป็นอันต้องพบเจอกับเจนจิราและแม็กกี้ทุกครั้ง จนขุนเขาและเจนจิรากลายเป็นไม้เบื่อไม้เมาตีกันทุกครั้งแต่ก็ช่วยเหลือกันตลอด โดยเฉพาะเคสการตายของชาวบ้านที่ถูกระบุว่ามีผีแม่หม้ายมาเอาชีวิตไป ขุนเขาเลยลงพื้นที่ไปสอบสวนโรค ขณะที่เจนจิราได้เดินทางไปสืบหาความจริงเช่นกัน ทำให้พบว่าการตายของชาวบ้านน่าจะมาจากสารพิษปนเปื้อนในแหล่งน้ำ และนั่นก็ทำให้ทั้งคู่ต้องร่วมมือกันหาต้นตอให้ได้ว่าสารพิษนั้นมาจากไหน
ขุนเขาได้รู้ว่า หมอราม อาจารย์ของเขาได้รับทุนวิจัยที่บริษัท RDK ซึ่งขุนเขาสงสัยว่าน่าจะเกี่ยวข้องกับสารพิษที่เขากำลังตามสืบอยู่ ขุนเขารู้ว่าเจนจิราคือลูกสาวของหมอราม เขาจึงจำเป็นต้องขอร้องให้เจนจิราช่วยให้เจอกับหมอราม เพื่อแลกกับข่าวที่เธอต้องการหากการ จนกระทั่งขุนเขาได้เข้ามาเป็นผู้ช่วยหมอรามทำงานในศูนย์วิจัยRDK ทำให้ขุนเขาได้เจอกับ ธีธัช อีกครั้ง ในเวลานี้ธีธัชกลายเป็นหมอรักษาโรคมะเร็งและยังเป็นลูกบุญธรรมของ รดากร ประธานใหญ่ของบริษัท RDK อีกด้วย
หากแต่การสืบของขุนเขากลับไม่ราบรื่น เพราะธีธัชไม่ชอบหน้าขุนเขา เนื่องจากธีธัชยังฝังใจว่าต้นเหตุการระเบิดของ GMP มาจาก หมอครองขวัญ แม่ของขุนเขา จนทำให้พ่อแม่ของธีธัชต้องเสียชีวิต และฉัตรนรีน้องสาวของเขาหายสาบสูญ ธีธัชกลายเป็นเด็กกำพร้าที่รดากรนำมาชุบเลี้ยง ขณะที่นพดนัยหุ้นส่วนของรดากรก็คอยขัดขวางไม่ให้ขุนเขาและทีมสามารถสืบหาหลักฐานได้
ต่อมาหมอรามได้รู้ความลับที่ RDK ซ่อนเอาไว้ จนนำมาซึ่งโศกนาฏกรรมครั้งสำคัญ ทำให้ขุนเขากับทีมรวมถึงเจนจิราและแก๊งนักข่าวต้องร่วมมือกันเพื่อไขปริศนานี้ให้ได้ เพื่อนำคนผิดมาลงโทษตามกฎหมายและยุติการล้มตายของผู้คนมากมายจากสารพิษปนเปื้อนในครั้งนี้ มาร่วมตามหาความจริงไปกับพวกเขาและเธอได้ใน “สืบลับหมอระบาด” ออกอากาศตอนแรกวันจันทร์ที่ 21 สิงหาคมนี้ ทางช่อง 3 ดูทีวีกด 33 ดูมือถือกด 3Plus
