Tapaa Meredith Grey. Hän on nainen, joka yrittää elää todellista elämää ja tekee työtä, joka tekee oikean elämän mahdottomaksi. Meredith on ensimmäisen vuoden kirurginen harjoittelija Seattle Grace -sairaalassa, joka on Harvardin länsipuolella sijaitseva vaikein kirurginen residenssiohjelma. Hän ja muut ensimmäisen vuoden harjoittelijat Cristina Yang, Izzie Stevens, George O'Malley ja Alex Karev olivat eilen opiskelijoita.
Nykyään he ovat lääkäreitä, ja maailmassa, jossa työharjoittelu voi olla elämän ja kuoleman kysymys, he kaikki jongleeraavat oman henkilökohtaisen elämänsä ylä- ja alamäkiä.
Viisi harjoittelijaa taistelevat ylläpitääkseen ystävyyssuhteita tässä stressaavimmassa ja kilpailuhenkisessä ilmapiirissä. Meredithin lääketieteen kunnianhimoa varjostaa huolestuttava salaisuus: hänen äitinsä, tunnettu uraauurtava kirurgi, kärsii traagisesta ja tuhoisasta sairaudesta. Cristina on tutkimus ristiriidassa; erittäin kilpailukykyinen ja ajettu, hän välttelee palveluksia tehdäkseen sen yksin. Isobel “Izzie” Stevens, pikkukaupungin tyttö, joka maksoi lääketieteellisen koulun mallina alusvaatteissaan, taistelee kunnioituksesta ikätovereidensa keskuudessa. George O’Malley on lämmin mutta epävarma naapurin poika, joka onnistuu aina tekemään tai sanomaan väärin – jopa O.R. Pahempaa, huolimatta hänen ilmeisestä vetovoimastaan Meredithille, häntä kohdellaan "vain yhtenä tytöistä". Ja Alex Karev, harjoittelija, jota jokainen harjoittelija rakastaa vihata, peittää työväenluokan juurensa ylimielisyydellä ja kunnianhimoa.
Harjoittelijoita ohjaa vakiintunut lääkäreiden tiimi, joka on päättänyt tehdä heistä taitavia kirurgeja tai murtaa heidät: Miranda Bailey, vanhempi asukas vastaa heidän kouluttamisestaan, peittää pehmeämmän puolensa käytöksellä niin kovaa, että hän on lempinimeltään "natsi". Derek Shepherd on flirttaileva, mutta villisti lahjakas kirurgi. Meredith luuli olevansa hänen sielunkumppaninsa, kun he aloittivat kielletyn seksisuhteen – mutta nyt, kun vaimo Meredith ei koskaan tiennyt hänen saapuneen, hän ei ole niin varma. Preston Burken ylimielisyys on toistaiseksi hänen taitonsa skalpellin kanssa. Hän tapaa parinsa Cristinassa, kun he aloittavat vähemmän romanttisen mutta yhtä kielletyn suhteen oma - suhdetta vaikeuttaa Cristinan kieltäytyminen paljastamasta Burkelle olevansa raskaana hänen kanssaan lapsi. Heitä kaikkia valvoo tohtori Richard Webber, Seattle Gracen isänpuoleinen, mutta järjetön kirurgian päällikkö, jolla on joitain omia salaisuuksiaan Meredithin äidistä.
"Greyn anatomia" keskittyy nuoriin, jotka kamppailevat lääkäreiksi ja lääkäreihin, jotka kamppailevat pysyäkseen ihmisinä. Se on lääketieteellisen koulutuksen draamaa ja intensiivisyyttä sekoitettuna hauskan, seksikkään ja tuskallisen elämän kanssa harjoittelijat, jotka ovat huomaamassa, että lääketiedettä tai ihmissuhteita ei voida määritellä mustalla ja valkoinen. Todellinen elämä tulee vain harmaan sävyissä.
"Greyn anatomiassa" nähdään Ellen Pompeo Meredith Greynä, Patrick Dempsey Derek Shepherdinä, James Pickens Jr. Richard Webberinä, T.R. Knight hahmona George O'Malley, Sandra Oh Cristina Yangina, Katherine Heigl Isobel “Izzie” Stevensinä, Chandra Wilson Miranda Baileynä, Isaiah Washington Preston Burkena ja Justin Chambers Alexina Karev.
