Cecilia Ek älskar sitt arbete som barn och ungdomsutredare inom polisen. Ändå går hennes inre motor på tomgång efter att hon har blivit dumpad av sin sambo. När hennes moster Sonja blir allvarligt sjuk och familjen behöver hjälp lämnar hon allt för att återvända till barndomens Umeå. Plötsligt består jobbet av att sälja kläder i en bröllopsbutik, och Cecilia försöker använda det påtvingade miljöombytet till att förlika sig med sin framtid som singel och barnlös. När Cecilia träffar Erik, läkaren med de varma ögonen, sätts hennes föresatser att leva fri och obunden på prov. Men inte kan väl Cecilia, som upplevt smärtan i att bli bedragen, förälska sig i en man som bara är två veckor ifrån att gifta sig? Livets virvelvindar kastar Cecilia än hit, än dit och plötsligt står hon inför ett livsavgörande val. Hur mycket är hon villig att försaka när hjärtats mest omöjliga längtan plötsligt finns inom räckhåll? Diagnos: Omöjlig längtan är en varm kärlekshistoria i sjukhusmiljö för alla som tror på en andra chans.