小児科医の牧野（松下洸平）が、「学校医」として東多摩第八小学校に赴任した。仏頂面で「保健室にはなるべく来ないでもらいたい」と言い放つ牧野に、児童たちも、6年2組の担任・篠谷も唖然。牧野は医師を学校に常駐させるという新たな試みで大学病院から送られたのだが、その影にある事情を抱えていた…。その日、いつものように保健室にやってきた児童・ゆき。授業中にもよく居眠りをしてしまうゆきは、保健室で寝る時間が心のオアシスだったが、「勝手に寝るな」と牧野に言われ、その平穏が破られる。一方、やんちゃな児童・拓真は、裏山の立入禁止エリアにカッコいい秘密基地を発見したと大興奮。興味を持った宏哉と大和を引き連れて、裏山に行くことに。しかし、体調が良くないことを隠していた拓真は、藪の中で突然倒れてしまう…。篠谷と共に現場に向かった牧野は、拓真の症状を見て即座に病気を絞り込んでいく。数日後、一向に居眠りが改善しないゆきについて、牧野に相談しに来た篠谷。児童の本心を理解する難しさを吐露する篠谷だが、気持ちを理解してくれない牧野と、言い合いになってしまう。するとそこに、ゆきがグラウンドで倒れたという知らせが届き―――。

小学校を舞台にした「放課後カルテ」は、口も態度もでかい小児科医・牧野を主人公とするヒューマンドラマ。彼は、ボサボサの髪と仏頂面で、学校医として勤務する一方、「勝手にベッドで寝るな！」「保健室にはなるべく来ないでもらいたい」と文句を言い放つ厳しい先生。しかし、彼の鋭い観察眼は、子どもたちが抱える言葉にできないSOSを見抜き、時には家族や教師たちも救う力を持っています。この物語は、日生マユの人気マンガを原作に、未来へ向かう子どもたちの背中を押す感動のストーリーが展開されていきます。地上波ドラマ単独初主演となる松下洸平が牧野を演じ、彼の偏屈さと優しさが交錯する姿を描くことで、視聴者に笑いと感動を届ける作品に仕上がっています。