Sezóna se nadále soustředila na chirurgickou praxi pěti mladých stážistů, kteří se snaží najít rovnováhu mezi výzvami konkurenční kariéry a obtížemi, které určují jejich osobní život. Odehrávala se ve fiktivní nemocnici Seattle Grace Hospital, která se nachází ve městě Seattle ve státě Washington. Zatímco první série kladla důraz především na nečekaný dopad chirurgického oboru na hlavní postavy, druhá série poskytuje detailní pohled na osobní zázemí jednotlivých postav a zaměřuje se na důsledky, které mají jejich rozhodnutí na jejich kariéru. V průběhu sezóny byly představeny nové dějové linie, včetně milostného trojúhelníku mezi Meredith Greyovou, Derekem Shepherdem a Addison Montgomeryovou, který je hlavním obloukem sezóny. Silně rozvinutá byla také dějová linie týkající se vztahu Izzie Stevensové s pacientem Dennym Duquettem, která měla za následek pochvalné kritiky a pozitivní reakce fanoušků.

The season continued to focus on the surgical residency of five young interns as they try to balance to the challenges of their competitive careers, with the difficulties that determine their personal lives. It was set in the fictional Seattle Grace Hospital, located in the city of Seattle, Washington. Whereas the first season put the emphasis mainly on the unexpected impact the surgical field has on the main characters, the second one provides a detailed perspective on the personal background of each character, focusing on the consequences that their decisions have on their careers. Throughout the season, new story lines were introduced, including the love triangle between Meredith Grey, Derek Shepherd, and Addison Montgomery, the main arc of the season. Also heavily developed was the story line involving Izzie Stevens' relationship with patient Denny Duquette, which resulted in critical acclaim and positive fan response.

Cette série met en scène une équipe médicale d'un hôpital fictif de Seattle : le Seattle Grace Hospital (modifié en Grey Sloan Memorial Hospital lors de la saison 9). Le titre fait référence à Meredith Grey, interne, résidente, titulaire puis chef du service de chirurgie générale, qui a un lien plus ou moins direct avec tous les personnages principaux.

La série commence lors du premier jour d'internat de Meredith en chirurgie au Seattle Grace Hospital. Elle va devoir travailler pendant sept ans si elle veut réussir sa spécialité. Tout comme ses camarades internes de première année, Cristina Yang, Izzie Stevens, George O'Malley et Alex Karev. Elle était encore une étudiante il y a très peu de temps. Aujourd'hui, ils sont tous médecins, dans un métier où l'apprentissage peut mener les patients à la vie comme à la mort, au meilleur comme au pire. Ancienne chirurgienne renommée, la mère de Meredith (le Dr Ellis Grey) est atteinte de la maladie d'Alzheimer.

Ajoutez à cela la complexité et les hauts et les bas des vies personnelles des internes, leur quotidien n'est pas de tout repos… Mais très vite, ils prennent leurs marques, tissent de forts liens d'amitié et d'amour, s'entraident les uns les autres, tout en découvrant très vite les personnalités cachées des uns et des autres…

אדיסון שפרד, אשתו של ד"ר שפרד מגיעה לביה"ח כדי לטפל במקרה נדיר. מרדית ההמומה מתעצבנת שהוא לא סיפר לה שהוא נשוי. אדיסון מבקשת מפורשות שמרדית תסייע לה בטיפול באישה בהריון שמסתבר שבעלה ברח עם המזכירה שלו.

シアトルの大病院を舞台に、仕事に恋に奮闘する若き外科インターン達には更なる試練が待っていた。メレディス達インターンは、相変わらず病院で日夜ハードな仕事に追われる毎日。そんな中、メレディスとデレクの関係はデレクの妻の出現で暗雲が漂い始め、体調がすぐれないクリスティーナは予想外の事態に気付く。そんな中で、ある衝撃な事件が起き、病院全体が一触即発の危機に追い込まれてしまう…。緊迫する医療現場で次々と過酷な現実に向き合いながら、人間として成長するインターンたちの奮闘ぶりを描いたシーズン2。

오늘도 시애틀 그레이스 병원에서는 한 치 앞을 예상할 수 없는 드라마가 펼쳐진다. 데릭이 숨기고 있던 삶의 일부분을 마주하고 충격에 빠진 메러디스. 크리스티나는 버크와의 관계를 고민하고, 알렉스와 이지는 감정의 줄다리기를 한다.

Meredith está envolvida em um triângulo amoroso com o Dr. "McDreamy" e sua esposa. Enquanto isso, Cristina testa o terreno com o Dr. Burke. Alex, George e Izzie também cruzam alguns limites.

La vida se vuelve mucho más intensa para los médicos y los residentes del Hospital Seattle Grace en el segundo año ya que la relación entre Meredith y Derek se complica con la llegada de la mujer de Derek. Christina afrontará casos médicos ella sola y Alex dejará que su obsesión por Izzie salga a la luz.

Esta temporada arranca después de que Meredith descubre que era la amante de Shepherd. Finalmente éste le cuenta que su mujer, Addison le fue infiel con su mejor amigo, Sloan. A partir de entonces inician una relación con idas y venidas. Cristina y Burke continúan con su relación, mientras que Izzie y Alex no lo llevan demasiado bien, mucho menos con la llegada al hospital del paciente Denny Duquette, del que Izzie se enamora.

ในซีซัน 2 นี้ เมเรดิธต้องติดอยู่ในรักสามเส้ากับหมอหนุ่มเจ้าเสน่ห์ "แม็คดรีมมี่" ที่มีภรรยาอยู่แล้ว ในขณะที่คริสติน่าก็กำลังหยั่งเชิงว่าคุณหมอเบิร์กคิดอย่างไรกันแน่