1940年，荒川良平凭借其绘画特长以及流利的汉语，在北海道参加了拓殖委员会的面试。面试顺利通过后，他成为了一名特招人员，被日本政府派遣至关东军防疫给水部。荒川良平登上了白山丸号轮船，经过对马海峡，最终抵达了大连港的大连马头。接着，他乘坐亚细亚号火车，穿越南满铁路，历经千里跋涉，终于到达了哈尔滨的关东军防疫给水部。在这列火车上，荒川与同样被招入防疫给水部少年班的成田一男相识。成田一男主动向荒川搭话，两人迅速成为朋友，并一同前往防疫给水部。
抵达防疫给水部后，荒川良平被直接送到本部正门，而其他少年班的成员则被送往教育部报到。尽管他们已到达防疫给水部，能否继续留下来，全凭荒川良平的能力。防疫给水部的长官给了荒川一个艰巨的任务：在一周内绘制出防疫给水部全境的准确地图。荒川被安排与摄影班的高桥明彦住在同一宿舍，而这项安排的真正用意很快显现出来。高桥明彦拍摄的照片将成为荒川绘制地图的重要依据。然而，没过多久，高桥明彦告诉荒川，自从搬进这个宿舍后，防疫给水部许多现有的地图数据都是错误的。
为了完成任务，荒川良平开始一处一处地进行实地测量。在此过程中，他偶尔遇到成田一男一次，然而那时成田因骑马受到惩罚。荒川不禁感到困惑，询问高桥明彦，才得知那些马是病马。这里是防疫给水部，集合了大量医学专家，实际上它更像是一个专门研究生化武器的医学研究机构。虽然荒川只差行政部没有完成测量工作，但由于看门人不允许他进入行政部，荒川只能在外围进行大致测量。正是在这个过程中，荒川无意中发现了一个井盖，他顺着井盖爬进了地下通道。在那肮脏的下水道中，他竟然捞出了一个人眼，这一幕让荒川顿时惊醒，原来这一切不过是一个可怕的梦。
行政楼的神秘感成为了荒川梦境的根源。梦醒之后，荒川按照任务要求，顺利绘制出了防疫给水部的全境平面图，并成功留下来继续在防疫给水部工作。在他外出采购归来时，正巧目睹了一个事件：佟长富被几个士兵压在地上，头上顶着一把枪。荒川毫不犹豫地将这一情况报告给吉田长官，并提到枪上写着吉川贸易公司。这一举动无意中救了佟长富的命，吉田长官因此让荒川转告佟长富，防疫给水部以后将与吉川贸易定期采购苹果。
荒川正式入职后，由高桥明彦带着他前往四方楼见吉村。荒川原本以为，自己正式入职后的第一个任务将是些简单的工作，但令他没想到的是，他的第一个任务竟然是为那些被冻伤的士兵绘制腐烂的手脚画作。画完之后，荒川的胃口也随之反胃，甚至忍不住呕吐。多年未见的同班同学柄泽十三夫也在这里工作，当荒川向柄泽询问这一切的真相时，柄泽透露，这里正在进行一项伟大的任务——解救人类的伟大事业。
除了绘画，荒川有时还会跟着长官外出，记录稻田的生长情况。一天，长官带着一位军人家属出门探亲，那位家属在返回途中被一只小蚜虫咬伤。她愤怒地将蚜虫捏死。随着在防疫给水部工作时间的推移，荒川逐渐对这里的工作内容有了更深入的了解。细菌和麻风等传染性疾病时常出现在这个地方，而他也开始对这些病菌产生了本能的恐惧，经常会看到一些幻象，陷入无法自拔的恐慌中。
某个晚上，荒川良平感到郁闷，便出去抽烟，没想到遇到了想逃跑的川口聪的妻子。她并非哑巴，但因为被蚜虫咬伤，伤口感染，想要离开这里。她的丈夫川口聪却不允许她离开，迫于无奈，她只能半夜偷偷尝试逃走。她在途中碰到了荒川，向他哀求让她离开此地。荒川被她的痛苦所打动，但此时的防疫给水部充满了危险与不确定性，他能否帮助她逃离这一切，依然是个未知数。
