人体を構成する細胞にはそれぞれ異なる役割がある。赤血球（永野芽郁）は酸素を運び、白血球（佐藤健）は外敵と戦い、無数の細胞が協力して人々の健康を守っている。細菌への抵抗、ウイルスとの闘い、擦り傷の治癒は、細胞にとって日々のKPI（重要業績評価指標）である。人の感情の変化さえも、細胞たちの働く環境に影響を与える。高校生の漆崎里布（芦田愛菜）は突然重病に倒れ、良心的な細胞たちもまた、史上最大の危機を迎えた。幼い体を救うため、すべての細胞はがん細胞との死闘を繰り広げる。同時に、父・漆崎茂（阿部隆）の揺るぎない愛情と友情も、里布に病を乗り越える勇気を与えた。本作は清水茜の同名漫画を原作とする。