三瓶友治（若葉竜也）が検査した結果、川内ミヤビ（杉咲花）の脳には、これほど重度の記憶障害が残るような大きな損傷は見当たらず、三瓶とミヤビは困惑する。
【写真12枚】『アンメット ある脳外科医の日記』第3話シーン写真
しかし、ミヤビから相談を受けた大迫紘一（井浦新）は、三瓶の見立てが間違っていると指摘。さらに大迫は、以前から知っている三瓶のことを「危険な医者」だと言い放つ。
検査結果に納得できない三瓶は後日、ミヤビのカルテをこの目で確認しようと大迫のもとを訪ねる。しかし、秘書の西島麻衣（生田絵梨花）から大迫は終日不在だと言われてしまった。
三瓶があきらめて帰ろうとした矢先、院内で入院患者らしき7歳の少年に出くわす。この少年の手術が、三瓶と大迫が激しく対立する引き金に。
一方、ミヤビは、ロボット工学研究者の加瀬誠（前原瑞樹）を担当することになる。加瀬は破裂の恐れのある動脈瘤（りゅう）が脳に見つかった患者。
脳動脈瘤が破裂するリスクは年間1％程度だが、破裂すれば重度の障害が残るか、最悪は死に至る。手術をすれば、4〜10％の確率で後遺症が残る。確率論での過酷な選択を突きつけられ、妻と幼い子を養う加瀬は葛藤する。
ミヤビはそんな加瀬に根気よく寄り添い、最善の治療を行うためにカテーテル専門医である綾野楓（岡山天音）にも相談。すると綾野の口からミヤビに思わぬ言葉が出てきて…。
＜『アンメットある脳外科医の日記』第4話予告＞ ＜『アンメット ある脳外科医の日記』第4話予告＞
