La mort d'un proche affecte Nina, qui se plonge à corps perdu dans le travail. Elle s'intéresse aux médecines alternatives et au traitement de la douleur sous la houlette du docteur Smireni. L'infirmière fait par ailleurs une découverte qui remet en cause ses certitudes. Par ailleurs, Proust est nommé à la tête du service, mais ses nouvelles responsabilités l'agacent rapidement. Costa reparti en mission humanitaire, Kevin prend sa place. Julien Boisselier et Christian Vadim viennent compléter la distribution d'une quatrième saison riche en émotions. Une amie de Nina amène sa fille à l'hôpital car celle-ci semble souffrante. Sachant que l'adolescente a survécu à une grave leucémie il y a sept ans, Nina s'inquiète. Le docteur Proust prend un charge un chanteur à succès des années 80 qui souffre de surmenage. Ses analyses laissent croire à une tentative de suicide à l'aide de barbituriques. Or, l'ex star se défend d'avoir voulu mettre fin à ses jours. Pendant ce temps, l'équipe médicale décide de prélever un échantillon de moelle osseuse à la jeune patiente souffrante, dans le but de vérifier si elle ne fait pas une grave rechute...