Episode 1 : Renaissances

Le personnel de l'hôpital essaie de faire face aux traumatismes physiques et émotionnels à la suite de la tuerie mortelle d'un tireur vengeur. Le Dr. Perkins, conseiller en traumatismes, vient aider dans ce processus de rétablissement et évalue les aptitudes de chaque médecin à retourner travailler. Derek prend une décision spontanée de démissionner comme Chef et se précipite en chirurgie, prenant tout un peu trop vite. Enfin, Cristina se plonge dans la planification de son mariage.

Episode 2 : Traitements de choc

Après avoir passé des semaines à cacher qu'elle était enceinte et qu'elle avait fait une fausse couche, Meredith raconte tout à Derek. Elle est autorisée à retourner en chirurgie suite à la tuerie dans l'hôpital. Cristina est victime de stress post-traumatique durant une opération. Enfin, Bailey refuse de laisser Alex opérer jusqu'à ce qu'il accepte qu'on lui retire la balle de la poitrine.

Episode 3 : Des êtres étranges

Quand Derek reçoit la visite inattendue et mal acceuillie de sa soeur, Amelia, des problèmes entre eux, à la fois présents et passés, remontent à la surface. Le Chef essaie d'aider Alex lorsqu'il remarque qu'il refuse de prendre l'ascenseur après la tragédie de la saison passée. Enfin, Meredith et Derek continuent leurs efforts pour permettre à Cristina de retourner en chirurgie après son stress post-traumatique.

Episode 4 : En milieu hostile

Les choses sont hostiles sur tous les fronts lorsqu'une visite à l'obstétricien donne lieu à certaines nouvelles inquiétantes pour Meredith et Derek. Lexie perd son sang froid quand elle constate que Meredith et April se rapprochent. Pendant ce temps, un accident de voiture apporte de multiples traumatismes et Jackson tente d'utiliser ses attributs physiques pour rentrer dans la salle d'opération. Enfin, les doutes de Cristina sur elle-même la poursuivent en dehors de l'hôpital et jusque chez elle avec Owen.

Episode 5 : Comme des grands

Dans le cadre de leur formation, le chef rend les résidents de Seattle Grace - y compris Meredith, Cristina, April et Jackson - responsables. Parallèlement, Derek, Callie, Owen et les autres chirurgiens participent à un concours pour décrocher un million de dollars de subvention.

Episode 6 : En immersion

Une équipe de tournage d'un documentaire se rend à l'hôpital six mois après la tuerie pour documenter la route de la rémission pour les médecins et les patients. La caméra suit Derek, Owen, Mark et Callie alors qu'ils réalisent une opération rare de transplantation d'un bras. Meredith aide Cristina à afficher un visage courageux devant les caméras et la patiente de Bailey, Mary, revient pour son opération, ce qui marquera la première fois qu'ils se revoient tous depuis ce jour fatidique.

Episode 7 : Questions-réponses

Les internes sont poussés à leurs limites quand Owen leur fait passer un test de certification rigoureux pour traumatisme. Parallèlement, Cristina est également testée quand elle se retrouve seule à surveiller un patient très malade ayant reçu une greffe de poumon.

Episode 8 : La pression monte

Des mesures de sécurité sont mises en place alors que des médecins menés par le Chef, essaient de sauver la vie d'un homme politique majeur du Moyen Orient. Parallèlement, Cristina décide de finalement décorer sa nouvelle demeure et organise une fête. Enfin, Alex arrive en retard d'un week-end pour son premier jour avec le nouveau pédiatre, le Dr Phil Stark.

Episode 9 : Garde de nuit

Derek décroche la bourse dont il a besoin pour son procès clinique et tous les médecins l'emmènent au bar de Joe pour célébrer mais ils sont surpris quand ils tombent sur quelqu'un qu'ils connaissent déjà au bar. Parallèlement, Meredith et Alex doivent passer la nuit à s'occuper d'un patient de neuf ans qui subit des complications post-chirurgicales et de sa mère plutôt insistante.

Episode 10 : Phase critique

Malgré les objections de Meredith, Derek emmène Cristina faire une partie de pêche afin qu'elle se retrouve loin de tout. Pendant ce temps, Teddy est un peu désorientée sans Cristina et elle reporte tous ses efforts et sa compassion sur un patient mourant qui n'a pas l'assurance appropriée pour obtenir un traitement médical.

Episode 11 : Tous des patients

Un tireur ouvre le feu dans un college avoisinant, envoyant une multitude de blessés à l'hôpitall; Le retour d'Arizona n'est pas bien acceuilli.

Episode 12 : Des bases saines

Arizona tente de se reconcilier avec Callie qui elle, a de grandes nouvelles; Teddy fait face à une importante décision; Les résidents recoivent de nouveaux internes; Le chef fait une annonce.

Episode 13 : Ne me quitte pas

Derek fait une découverte lors de son essai clinique pour Alzheimer, et Meredith se sent exclue; la tentative de Bailey d'amener l'hôpital dans l'âge moderne des nouveaux médias avec des tweets du bloc, ne plaît pas du tout au chef; et Callie, Mark et Arizona doivent gérer leur grossesse ensemble.

Episode 14 : Le choix de Sophie

Thatcher Grey, le père de Meredith et Lexie, revient à Seattle Grace avec des douleurs à l'estomac et une nouvelle petite amie d'une vingtaine d'années pleine de tatouages, nommée Danielle.

Episode 15 : 3600 secondes

Meredith, cherchant à se prouver en vue d'obtenir le poste de chef des internes, apprend que tout peut arriver en une heure, quand elle se propose de diriger les urgences pendant une nuit.

Episode 16 : Responsable... ou pas

Alors que Mark, Callie et Arizona sont toujours aussi préoccupés par leurs histoires de bébé, Meredith réalise que les traitements de fertilité font baisser sa vue.

Episode 17 : Inventer de nouvelles règles

Mark et Arizona organisent une fête de naissance pour Callie, mais leur collaboration devient plus compliquée que prévu.

Episode 18 : Aimer, prier, chanter

Un évènement cataclysmique ébranle profondément les médecins de Seattle Grace, alors que Callie, proche d'un moment énorme et décisif avec Arizona, imagine son hôpital et ses amis comme on ne les avait encore jamais vus.

Episode 19 : Guèrir, ensemble

Toutes les deux en pleine convalescence, Callie, encore fragile, et Sophia, son bébé, ne se sont toujours pas rencontrées.

Episode 20 : Là où on doit être

Il y a du mariage dans l'air, et les familles d'Arizona et de Callie se réunisssent pour le grand jour.

Episode 21 : S'adapter ou mourir

Les doutes de Meredith commencent à la ronger et la compétition pour le poste de chef des internes est plus intense que jamais.

Episode 22 : Seule au monde

Les malversations de Meredith se rapportant aux essais cliniques apparaissent au grand jour, entraînant des conséquences imprévues pour elle comme pour les autres.