Главный герой сериала — потомственный хирург Павел Алексеевич Кукоцкий. Один из самых именитых гинекологов своего времени, Кукоцкий разработал обширную программу по борьбе с криминальными абортами и добивался отмены постановления 1936 года о запрещении абортов. Однако общество и по сей день не имеет единого мнения относительно искусственного прекращения беременности. Для одних оно — спасение несчастной женщины, для других — убийство нерождённого человека. Для первых Кукоцкий — ангел-хранитель, для вторых — изверг и душегуб. Также в сериале рассказывается история его семьи — жены, которую он спас от смерти, и приемной дочери.
«Казус Кукоцкого» — история, сталкивающая зрителя лицом к лицу с правдой человеческих отношений и судьбой страны. Сериал снят по одноименному роману Людмилы Улицкой.