Fille d’un chirurgien très réputé, Meredith Grey commence sa première année d’Internat en chirurgie au Seattle Grace Hospital. Tout comme ses camarades, elle va devoir travailler sept années comme une forcenée si elle veut réussir sa spécialité, d’autant que le niveau dans ce centre d’apprentissage de la médecine est particulièrement difficile et impose un rythme de travail effréné.
Outre Meredith, l’hôpital compte parmi ses apprentis-chirurgiens : Cristina Yang, arriviste et ambitieuse ; Izzie Stevens, une ex-mannequin qui veut prouver à tous qu’elle n’est pas seulement jolie ; Alex Karev, un jeune paltoquet qui croit tout savoir et George O’Malley, éternel maladroit avec les filles et éperdument amoureux de Meredith.
Pour parfaire leur apprentissage, ils sont épaulés par leur supérieure hiérarchique directe, Miranda Bailey, surnommée à juste titre « le tyran » mais aussi par les chirurgiens titulaires : le chef de service de chirurgie, le Dr. Richard Webber ; le chef de cardiologie, le Dr. Preston Burke et enfin le chef de neurochirurgie, le Dr. Derek Shepherd.
À la pression quotidienne où chaque geste peut mener au meilleur comme au pire, s’ajoute également la complexité de leurs vies personnelles… Très vite pourtant, ils prendront leurs marques et s’entraideront les uns les autres !