1990年,一艘巨大的飞船出现在地球上空,人们惶恐不安,却又分外好奇。经过一段时间紧张的等待,外星飞船始终没有动静。人类终于小心翼翼靠近它,强行走进舱内,结果发现了不计其数的外星人。他们形容丑陋,宛如虾子,而且健康状况极差,虚弱无力。原来这是一群来自外星的难民,他们最终被地球人接纳,并隔离在南非约翰内斯堡的一片区域内生活,此地名为“第九区”。经过长达20年的繁衍,外星难民的数量扩张至180万之多,且和周边人类的矛盾冲突不断,越来越多的人类呼吁将“大虾”赶出地球。MNU(列国同盟组织)经过磋商,决定将外星难民迁移到更为偏远的区域。MNU外星事务部门的特工威库斯专门负责搬迁工作。威库斯在动员过程中傲慢随意,与当地居民冲突频频。最终,他为自己的行为付出代价,外星人的神秘流体将其感染,威库斯慢慢变成了外星人的模样。。影片讲述石国梁(杜雨露 饰)为解决边远地区群众看病难的问题,身先士卒,坚定地投身于“流动医院”的事业当中。斯日(徐囡楠 饰)大学毕业后,热切地回到生养她的内蒙古大草原,希望成为牧民的贴心医生和健康使者。然而,在医疗实践中,她发现自己无法面对病人。在母亲萨日娜(萨日娜 饰)的鼓励下,徘徊在人生的十字路口的她选择加入“流动医院”,追随石国梁救死扶伤。医疗车行走在茫茫的内蒙大草原上,一路艰辛坎坷,但终没能阻挡他们积极救助当地牧民的步伐,斯日也在一次次救助中真正成长起来。一场突如其来的鼠疫让石国梁的儿子石蒙生(吴健 饰)看清自己内心深处对父亲、对女友斯日的爱,他毅然放弃出国的机会,加入了流动医院,成为大草原上又一名白衣天使。。