Los agentes del FBI Holden Ford (Jonathan Groff; Looking, Glee) y Bill Tench (Holt McCallany; Sully, Nunca apagues la luz) estudian la mente de los asesinos en serie para tratar de entenderlos y atraparlos, siendo los primeros en desarrollar el estudio de perfiles de los asesinos en serie.

Desde su cabaña remota en las montañas, entre los años 1978 y 1995, el matemático y terrorista Theodore Kaczynski (Paul Bettany), apodado "Unabomber", envió por carta 16 bombas a diferentes objetivos, como protesta por la sociedad moderna y la destrucción de la naturaleza. Las bombas de Kaczynski mataron a tres personas e hirieron a otras 23. El agente del FBI Jim Fitzgerald (Sam Worthington), experto criminalista y en perfiles criminales, intentará desvelar la identidad de asesino. Un manifiesto escrito por el terrorista y enviado al The New York Times será clave para ahondar en su perturbada mente a partir del lenguaje y las expresiones que utiliza.

Las vidas de los bomberos y paramédicos que trabajan en el Departamento de Bomberos de la ciudad de Chicago en la estación de bomberos 51, formada por el Camión 81, el Escuadrón 3, la Ambulancia 61 y el Batallón 25.

"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.