Martino Arrowsmith è sempre stato affascinato dai misteri del corpo umano, fin da quando ancora ragazzo era solito aiutare il vecchio medico del paese dove era nato. Ecco perché, terminato gli studi liceali, la strada della facoltà di medicina nell'università statale diventa il naturale trampolino di lancio per i suoi sogni di gloria. Qui le sue speranze trovano un forte stimolo negli insegnamenti del professor Gottlieb, specialista di microbiologia che nel mondo degli organismi unicellulari cerca la strada per la cura delle malattie più pericolose. L'impatto iniziale è poco incoraggiante, ma l'entusiasmo e le capacità di Martino hanno la meglio sulle diffidenze dell'austero insegnante, la cui passione per la ricerca ed il rigore si trasmettono con forza nell'allievo. Sono anche gli anni delle prime esperienze con l'altro sesso, e la relazione con la bella ma formale Madelina diventa presto una schermaglia tra due caratteri troppo distanti. Ecco perché l'incontro con la più spontanea e vitale Leora si trasforma a sua volta in un fidanzamento, in cui il giovane prova per la prima volta la gioia dell'unione tra anime affini. Complice l'alcol, per uscire dalla scomoda situazione Martino non trova di meglio che far incontrare le due ragazze, liberandosi così di Madelina, ma presto anche Leora è costretta a lasciarlo, richiamata a casa propria, nel Nord Dakota. La tensione lasciata da questi eventi, unita a quella degli impegni universitari, porta il giovane ad una crisi nervosa, che lo spinge alla fuga ed al vagabondaggio. Un periodo confuso a cui mette termine recandosi a trovare Leora, incontrando l'ostilità della sua famiglia, convinta di avere a che fare con un avventuriero inaffidabile. La reazione di Martino è al solito istintiva, con un matrimonio lampo che mette i Tozer davanti al fatto compiuto, a cui comunque aggiunge un solenne impegno a rendersi degno di quell'unione. Tornato all'università, si applica con questo stimolo agli studi, terminandoli brillantemente, ed impegnandosi nel successivo periodo di pratica ospedaliera con la prospettiva di un impiego da medico condotto nel paese natale di Leora.