Grey se presenta como piedra angular de la serie de la que surgirán diferentes conflictos en relación con su amante, el neurocirujano Derek Shepherd; su mejor amiga, la Dra. Cristina Yang, y el resto de los médicos del hospital, especialmente los internos en periodo de prácticas, como Alex Karev, Izzie Stevens o George O’Malley.

La serie gira en torno a este grupo de cirujanos, médicos e internos, los casos médicos que tratan en cada episodio y las relaciones interpersonales que tienen lugar entre los mismos. Se pone de manifiesto la intensidad de la medicina a través de estos conflictos y también a través de la carrera de los internos por convertirse en médicos.