В этой книге две сюжетные линии. Одна — это история лечения и исследования рака. Вторая линия — от первого лица автора как гематолога и онколога Массачусетской больницы общего профиля.
Мукерджи ведёт историю рака от времени, когда эту болезнь 4600 лет назад идентифицировал древнеегипетский медик Имхотеп. Древние греки ничего не знали о клетке, зато были ознакомлены с гидравликой, поэтому выдвинули теорию о четырёх жидкостях в организме, от соотношения которых зависит состояние здоровья. Гален выдвинул гипотезу, что рак начинается из-за избытка чёрной желчи, и такой взгляд господствовал до начала XIX века. Впоследствии, с развитием цитологии и генетики, возникали различные теории возникновения рака.
В 1760-х годах Джон Хантер начал широко применять хирургические методы борьбы с раком, а в XIX веке они были развиты и усовершенствованы. Радикальный метод Уильяма Холстеда заключался в том, чтобы удалять не только злокачественные опухоли, но и соседние с ними здоровые ткани, на которые могла бы распространиться болезнь.
В 1896 году Эмиль Груббе (англ.)русск. впервые применил радиотерапию в лечении рака молочной железы.
В книге изложена история борьбы с раком включая последние научные исследования и методы лечения, в частности достижения в химиотерапии и таргетной терапии, свершения Проекта «Геном человека» и активная работа над Атласом ракового генома.
По словам автора, эта работа стала ответом на замечание пациента: «Я готов и дальше вести борьбу, но мне надо знать, против чего я борюсь».
Во второй сюжетной линии «Царя всех болезней» автор описывает опыт и переживания — свои и пациентов. Особняком стоит история больной белокровием Карлы Род — от начала и почти до конца книги. В произведении много цитат известных авторов — Шекспира, Блейка, Суинбёрна, Беллока, Элиота, Милоша, Ахматовой, Солженицына и других.
