Cette série met en scène une équipe médicale d'un hôpital de Seattle.

Faites connaissance avec Meredith Grey, une femme essayant d'avoir une vie normale tout en faisant un job qui rend le fait d'avoir une vie normale impossible.

Meredith est une interne de première année en chirurgie au Seattle Grace Hospital. 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 à la vie comme à la mort, au meilleur comme au pire. Ajoutez à cela la complexité et les hauts et les bas de leurs vies personnelles, leur quotidien n'est pas de tout repos... Mais très vite, ils prennent leurs marques et tissent de forts liens d'amitié et sont là pour s'entraider les uns les autres...

La série fait partie du « grand cru » de la saison télévisuelle 2004/2005 (aux côtés de Lost, les disparus, Desperate Housewives et Veronica Mars), qui, selon les critiques, a marqué le renouveau des fictions télévisées américaines.

Le titre Grey's Anatomy est un clin d'œil à un ouvrage chirugical écrit par l'auteur britannique Henry Gray en 1858 et qui s'intitulait Henry Gray's Anatomy of the Human Body (ou plus communément Gray's Anatomy).

La première saison devait comprendre treize épisodes, mais seuls neuf ont été diffusés par ABC. Les quatre épisodes restants non-diffusés ont par la suite été ajoutés à la diffusion de la deuxième saison, amenant celle-ci à un total de 27 épisodes (au lieu de 23).

La série a, dès ses débuts, remporté un très grand succès aux États-Unis. La première saison (pourtant diffusée seulement en milieu de saison télévisuelle, en mars) a en moyenne été vue par 18 millions de télespectateurs.

La deuxième saison est un véritable triomphe, allant même jusqu'à faire plus d'audience que Desperate Housewives diffusée juste avant. Avec 21 millions de télespectateurs en moyenne chaque semaine (le record ayant été de 38,4 millions de télespectateurs pour l'épisode diffusé juste après le Super Bowl), la meilleure audience pour un programme post-Super Bowl en 5 ans !

Lors de sa diffusion originale aux USA, l'épisode final (Season Finale) de la deuxième saison a duré trois heures (publicités incluses). Il a été coupé en trois parties : l'épisode 2.25 17 Seconds, diffusé le dimanche 14 mai 2006 a été d'une durée normale de 45 minutes (une heure avec les publicités) et les épisodes 2.26 et 2.27 ont duré une heure chacun (toujours avec les pubs) et ont été diffusés le jour suivant, le lundi 15 mai 2006.

Les fans étaient aux rendez-vous pour ce final exceptionnel : 22.1 millions de télespectateurs pour la première partie du dimanche (22% de part de marché), puis 22.2 millions pour la seconde partie du lundi (19% de PDM) et enfin 23.8 millions pour le dénouement diffusé ce même-lundi (23% de PDM.

Ce Season Finale a été le programme le plus regardé durant les deux soirées où il a été diffusé en surpassant tous ses autres concurrents.