头部戴着弹力帽的小男孩，在妈妈的怀里大喊想要一个圆圆的脑袋，他只有半个脑袋，另一边颅骨因生病被切除了，妈妈听到儿子的话，心里一阵酸楚，却只能无奈的擦去脸上的泪水。
一天晚上，孙全霞和往日一样，吃过晚饭后在电视上看新闻。今天的新闻对于她来说格外不同，她在电视里看到了两个熟悉的身影。她仔细一看，这两个人不是别人，正是自己的丈夫侯晓峰和小儿子国柱。她很奇怪，丈夫不是带着儿子去北京看病了吗，怎么会突然出现在电视里呢？还没等她反应过来，电视里的丈夫摘下了儿子的帽子，儿子的脑袋竟然少了一半，这一刻犹如晴天霹雳一般，孙全霞顿时感到天旋地转。
看到小儿子这个样子，孙全霞猛地想起来了最近一年丈夫的异样。小儿子一直患有癫痫病，去年丈夫带着孩子去北京看病，自从他们离开家，丈夫侯晓峰的行为举止就变得奇怪起来。孙全霞每次打电话给丈夫时，丈夫要么不接，要么以不同的借口草草挂断电话。当时的她并没有多想，可是想现在看来，事情并没有她想象的那么简单。
脑子一片空白的孙全霞不知如何是好，她想要去北京找丈夫和小儿子，却不知道他们的具体位置，只能给丈夫打电话，可是丈夫的电话没有人接听。就在这时，电视台的人敲响了孙全霞家的门。这让孙全霞看到了希望，电视台的工作人员带她和大儿子去北京找到了丈夫和小儿子。
一家四口相聚在北京的街头，小国柱紧紧地抱住妈妈和哥哥。他的脸上依旧充满着笑容，可是他笑得越灿烂，妈妈的心就会越痛。懂事的哥哥没有去摘下弟弟的帽子，他怕伤到弟弟的内心。但可能是小国柱沉浸在和家人见面的喜悦中，他主动摘下了帽子。这一摘，孙全霞忍不住了，在路边嚎啕大哭了起来。
儿子明明是去检查癫痫病的，怎么会缺少半个头颅呢。刚才站在旁边一言不发的侯晓峰终于说出了事情的经过。医院进行了检查，检查完才知道，小国柱的癫痫由一种十分罕见的脑炎引起，病情已经十分严重。儿子每天都要发病抽风高达多次，平均每小时就要发病6-7次，医院接受治疗，不然只能等死神的降临。这一年，小国柱一共做了四次开颅手术，虽然最后治好了癫痫，却又得到另一个不幸的消息。
开颅手术引发了感染，小国柱必须将感染了的半个头颅切除掉，避免扩散到整个大脑。不得已的情况下，小国柱的部分右脑被切除，只剩下脆弱的头皮保护着脑浆。这几次手术掏空了侯晓峰所有的积蓄，儿子后期的治疗还需要更多钱，他不得不在北京摆起了卖爆米花的小摊。侯晓峰一边赚钱，一边给儿子治疗，就这样度过了一年。
小国柱今年才八岁，就要承受着常人无法承受的痛苦。孙全霞和侯晓峰当然不想让儿子顶着半个脑袋过完一生。小国柱目前的右半边头颅只有一层头皮，稍微不注意就会受到伤害，随时都会有生命危险。医生说小国柱要尽快做人造颅骨的手术，但所需要的原材料十分昂贵，一片仅有指甲盖大小的钛板就需要两千多元，补全右脑需要很多这种钛板。可是小国柱家里已经没有钱拿得出手了，手术的难度也很高，这让一家人又陷入了困境。
越来越多的困难在考验着这一家人，侯晓峰心中的怨气越来越重。他情绪逐渐失控，说孩子变成现在这个样子，都是孙全霞的错。孙全霞明明还在生气丈夫没有早点把事情告诉她，却倒被丈夫把原因怪罪在她的头上。一经询问，整件事情的来龙去脉就清楚了，孙全霞内心的最后一道防线也彻底被攻破了。
原来，早在小国柱一岁的某天半夜，乡里唯一的妇产医生孙全霞被人喊醒，去抢救一个即将临盆的孕妇，那时候侯晓峰还在外地当兵，家里只有孙全霞和两个儿子。她急忙赶去卫生所抢救病人，却忘了家里还有两个才一岁的儿子。她一直忙到了早上天亮，疲惫的她回到家中，看到了触目惊心的一幕。小儿子国柱从床上摔了下来，头部红肿了起来，鼻子上也有血迹。当时的国柱已经昏迷了过去，孙全霞医院。幸好去的及时，小国柱很快就醒了过来。看着儿子没有什么大问题，孙全霞就没有把这件事放在心上。可是谁知道，就是因为这次摔倒，小国柱的脑袋里留下了病根，后来慢慢的就变成了脑炎。
孙全霞听完丈夫的一席话，就像五雷轰顶，感觉天都要塌下来了。她不敢相信是因为自己的失误，才导致了儿子得了这么严重的病。她心里委屈、自责，也知道了为什么丈夫对她的态度冷漠。看到妻子陷入深深自责的侯晓峰，心也软了下来。他明白，妻子是一名医生，救死扶伤是医生的职责，她不会不管不顾在*门关徘徊的病人。夫妻两人相互体谅，最终消除了隔阂。
就在这时，活泼好动的小国柱在玩玩具的时候又摔倒了。这次摔倒又一次影响到了小国柱的脑袋，他讲话讲不清楚，行动也开始变得不协调。夫妻两人把医院检查，检查结果显示，小国柱今年八岁了，可只有一岁半孩子的智商。做人造颅骨的手术迫在眉睫，但昂贵的医药费阻止了侯晓峰两夫妻。还好天无绝人之路，全国各地的爱心人士通过新闻，了解到了小国柱的病情，纷纷捐款，不到一个月的时候就凑够了三分之一的医药费。第一次修补头颅手术终于可以进行了，侯晓峰两夫妻激动地留下了泪水。
两个儿子的生日渐渐来临，侯晓峰和孙全霞在北京给儿子们过了一次难忘的生日。这次生日的意义非凡，他们把希望和祝福都在这天送给了儿子。历经苦难的一家人，等这场风雨过后，一定会看见彩虹。
