『수학 병원 사건』은 고토 류지의 '5학년 3반 시리즈' 중 한 권으로 담임인 도모코 선생님이 만든 방과 후 학습 프로그램인 '수학 병원'을 놓고 벌어지는 아이들의 좌충우돌 이야기입니다. 수학 성적이 낮은 아이들을 같은 반 아이들이 가르치는 상황에서, 항상 환자가 되는 아이들과 의사 역할을 하는 아이와의 사이에서 갈등이 생기면서 이 이야기는 시작됩니다. 한때는 우등생과 열등생으로 반이 분열되는 것 같았지만, 아이들을 학급 회의를 통해서 방법을 찾아갑니다.

처음에는 그저 작은 다툼이었지만, 예전부터 갖고 있었던 불만으로 인해서 아이들은 각자 자신만의 갈등을 안고 폭발합니다. 공부보다는 노는게 좋은 데쓰지, 공부는 잘 하지만 친구들과 소통하지 못하고 있는 핫토리, 사업 실패로 도망을 다니는 부모님 때문에 방황하는 덴조를 중심으로 5학년 3반 아이들과 선생님은 서로에게 의지하고, 이야기를 통해서 자신의 상황을 극복하기 위해 노력합니다. 각각의 개성을 갖고 있는 캐릭터들을 통해서 상대방의 마음을 이해하는 방법을 알려줍니다.