Sezóna sledovala pokračování chirurgické stáže pěti mladých stážistů, kteří si vyzkoušeli nároky konkurenčního oboru medicíny, jenž se stal určujícím pro jejich osobní vývoj. Ačkoli se děj odehrával ve fiktivní nemocnici Seattle Grace Hospital, která se nachází v Seattlu ve státě Washington, natáčení probíhalo především v Los Angeles v Kalifornii. Zatímco první sezóna se zaměřila především na vliv chirurgického oboru na hlavní postavy a druhá přinesla detailní pohled na soukromý život lékařů, třetí sezóna se zabývá nelehkými výzvami, které přináší poslední fáze stáže chirurgů, a kombinuje tak profesní motiv zdůrazněný v první sezóně se složitým osobním zázemím použitým v sezóně druhé. V průběhu sezóny je představeno několik nových dějových linií, včetně příchodu Daneovy postavy doktora Marka Sloana, který je koncipován a představen jako antagonistická postava.

The season followed the continuation of the surgical residency of five young interns, as they experience the demands of the competitive field of medicine, which becomes defining in their personal evolution. Although set in fictional Seattle Grace Hospital, located in Seattle, Washington, filming primarily occurred in Los Angeles, California. Whereas the first season mainly focused on the impact the surgical field has on the main characters, and the second one provided a detailed perspective on the physicians' private lives, the third season deals with the tough challenges brought by the last phase of the surgeons' internship, combining the professional motif emphasized in the first season, with the complex personal background used in the second. Through the season, several new storylines are introduced, including the arrival of Dane's character, Dr. Mark Sloan, conceived and introduced as an antagonizing presence.

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…

כולם צריכים להתמודד עם השלכות מעשיהם בסוף העונה הקודמת ועם הזמן החולף. איזי המומה ממותו של דני ומסרבת להתעשת. לביה"ח מגיע זוג שחולה בדבר וג'ורג' ושפרד נתקעים בבידוד.

お互いの距離感を探るメレディスとデレクは、新たな恋人や妻と浮気した元親友の赴任で、クロスオーバーする2つの三角関係へと発展する。シアトル・グレース病院ではベイリー念願の無料クリニックがオープン。しかし直後に大規模なフェリーの衝突事故が発生し、現場の埠頭に駆けつけたメレディスたちと、膨大な数の負傷者を受け入れる病院は、次々と大きな試練に襲われる。結婚を約束した患者デニーを亡くしたイジー、外科医の生命線である腕を負傷したバークを支えるクリスティーナ、そしてジョージ＆カリーという新しいカップルなど、医師たちが、人の命と向き合う苦悩と感動や、様々な形の恋愛や友情を通して、悩みながら成長していく姿を細やかに描き出す。インターン研修の集大成となる重要な試験も控え、ますます盛り上がるシーズン3の衝撃的な結末とは？！

시애틀 그레이스 병원 의사들은 이지를 위로하고, 메러디스는 마침내 데릭과 핀에 대한 결정을 내린다. 한편 애디슨은 자신의 능력에 회의를 느끼는데...

Os internos do Seattle Grace Hospital, Meredith, Cristina, Izzie, George e Alex, estão de volta para a terceira temporada de perigosas armadilhas como médicos novatos e tratando os traumas da vida de seus pacientes, enquanto enfrentam seus próprios dramas.

Los internos han aprendido mucho desde su primer año en el Hospital Seattle Grace...y no solo sobre cirugía, sino también sobre ellos mismos y los otros. Izzie, tras enamorarse de Denny, un paciente por el que luchó y perdió, ha decidido que puede haber más cosas en su vida aparte de la medicina. George ha tenido sus más y sus menos en el campo del amor. Después de que sus sueños de una relación con Grey se viesen destrozados tras un desmoralizador rollo de una noche con ella, George encuentra el amor en una persona improbable: la dura y peculiar Callie Torres. Y Alex Karev puede que sea en interno al que todos odian, pero el presuntuoso y a menudo insensible Alex ha estado allí por sus compañeros cuando ha hecho falta.

A Meredith la operaron de apendicitis y se decidió por Derek y Finn se marchó.Derek, separado ya de Addison, inicia una relación junto a Meredith. Por su parte, tras la muerte de su padre, George se casa con Callie en Las Vegas y Burke le pide matrimonio a Cristina. Meredith está a punto de morir tras ayudar en un accidente de ferry y Derek cree que su pareja no ha luchado por vivir, mientras ella se encuentra en el limbo junto a Denny, el hombre de antiexplosivos y su madre.

หมอที่โรงพยาบาลซีแอตเทิล เกรซต่างช่วยกันปลอบใจอิซซี่ เมเรดิธตัดสินใจเรื่องเดเร็คและฟินน์ได้เสียที ส่วนแอดดิสันเริ่มไม่มั่นใจในความสามารถของตัวเอง