La serie raconte le quotidien d'une équipe de chirurgie dont fait parti Meredith, Geoges, Izzie, Christina et Alex en tant qu'internes sous la responsabilté de Shepperd, chirurgien généraliste spécialisé dans la neurologie,Burke, chirurgien généraliste spécialisé dans l'ondocrinologie, et le docteur Bailey "le tyran", chirurgien généraliste.
Tout se déroule au sein du Grace Hospital où ils apprennent le meilleur et le pire de leur métier de chirurgien. Durant leurs années d'internat, nos jeunes medecins vont rencontrés déboires amoureux, tout comme amicaux mais malgré cela l'amitié triomphe toujours.
Meredith Grey semble etre la mieux lotie que tous les autres, car sa mère étant un grand chirurgien qui a la maladie d'Alzheimer, une aventure avec le docteur Derek Shepperd et à l'air d'en faire plus pour Meredith que pour les autres internes.