Chicago Med se describe como "un viaje emocional a través del caos del día a día del hospital más explosivo de la ciudad y el equipo de valientes médicos que lo mantiene unido." La serie hace frente a casos inspirados por acontecimientos de la actualidad, además de entrelazar con los personajes de Chicago Fire y Chicago P.D.

El pionero de Silicon Valley Paul LeBlanc descubre que una de sus propias creaciones, una poderosa inteligencia artificial llamada “neXt”, podría significar el fin de la humanidad. Cuando una serie de contratiempos apuntan a esta posible crisis mundial, LeBlanc une fuerzas con la agente especial de ciberdelincuencia Shea Salazar, respetada por su estricto código moral y sentido del deber. Desde ese momento, LeBlanc y Salazar son los únicos que se interponen en el camino de una posible catástrofe global, luchando contra una súper inteligencia emergente que, en lugar de lanzar misiles, desplegará el inmenso conocimiento que ha obtenido de los datos para reclutar aliados, hacer que las personas se enfrenten entre sí y eliminar los obstáculos para garantizar su propia supervivencia y crecimiento.

Después de que un ingeniero multimillonario presencie el asesinato de su mejor amigo, él se hace cargo del problemático Distrito 13 de Chicago y lo reinicia como una fuerza de policía técnicamente innovadora, desafiando al distrito a repensar todo sobre la forma en que luchan contra la delincuencia.