1996年11月30日公開。全国松竹系劇場にて上映。出崎統監督作品。OVAシリーズの流れを汲む作品で、原作にはない劇場用オリジナルストーリーとして製作したもの。音楽はOVA版KARTE6より参加した川村栄二が担当、主題歌は山根麻衣『Invisible Love』。本作最大の特徴は、キャラクターも含めた作品そのものの米国風のデザインや、患者が血を吐くシーンや頭をぶつけるシーンなどに使われた、サーモグラフィー切り替えによる演出などである。当時の最新の技術を極限まで用いた演出と、出崎監督特有の「ハーモニー」や「陰影」、「入射光」などもあり、人間の「生死」や「苦悩」をリアルに演出している。なお、2005年末、手塚眞監督によって再び映画化された作品がブラック・ジャック ふたりの黒い医者であるが、内容は本作とは全くの別物。なお、前述の2005年度に公開された映画の予告に於いて「初の映画化」と謳っているうえ、一般的なイメージとしてはこちらの映画の方が強いために、本作のイメージは薄れつつある（※公式サイトの豆知識にメディア化作品が記載されているこの作品もそれに記載されているため否定しているわけではない）。ただしDVDレンタルはされているため見ることができる。セルDVDでの発売もされているが、こちらは在庫切れが相次いで入手困難の状況にある。
公開当年の1996年の12月、秋田書店からフィルムコミックが発売されている。全2巻。（1巻：ISBN 4-253-17328-4、2巻：ISBN 4-253-17329-2）
1999年末、よみうりテレビ･日本テレビ系列にて地上波TV放送された。
2008年12月31日（23時45分 - 25時30分）TOKYO MXにての地上波局としては異例の、年を跨いでのアニメ作品放映という形で実施された。