Gli anni ’60: un decennio di rivoluzioni, non solo per la moda, il cinema e la musica. La medicina compie passi da gigante, e i medici diventano le nuove star del panorama sociale. Cuori ci porta all’interno del reparto di cardiochirurgia dell’ospedale Molinette di Torino, tra il 1967 e il 1968. Un’equipe di pionieri, guidata dal visionario primario Cesare Corvara (Daniele Pecci), affronta quotidianamente nuove sfide: dal primo brevetto di cuore artificiale al primo pacemaker italiano superando le resistenze di un consiglio di amministrazione che guarda ancora al passato. 
Cuori, però, non è solo medicina e ricerche ambiziose. È una storia di passione e amore. Il geniale cardiochirurgo Alberto Ferraris (Matteo Martari) e la talentuosa cardiologa Delia Brunello (Pilar Fogliati) si incontrano di nuovo dopo tanto – troppo – tempo e vivono un’intensa storia d’amore. Ma le vie del cuore sono intricate, piene di ostacoli e di segreti da svelare.