La serie prende il nome proprio dal suo cognome, giocando sul titolo del testo di anatomia Henry Gray's Anatomy of the Human Body, comunemente conosciuto come Gray's Anatomy, in Italia noto tra gli studenti di medicina come "Anatomia del Gray"'.
Dottoressa di talento, amante della tequila, laureatasi al Dartmouth College e tirocinante in chirurgia al Seattle Grace Hospital, Meredith Grey narra le vicende del telefilm tramite la voce fuori campo all'inizio e alla fine della maggior parte degli episodi.
È la figlia di Thatcher Grey (Jeff Perry) e Ellis Grey (Kate Burton), colpita da un precoce malattia di Alzheimer. Ellis ha avuto una relazione con Richard Webber (James Pickens Jr.), il primario di chirurgia del Seattle Grace Hospital.
Meredith incontra Derek Shepherd (Patrick Dempsey) la sera prima di iniziare la sua carriera come tirocinante al Seattle Grace Hospital, senza sapere che il Dr. Shepherd è un chirurgo nello stesso ospedale. Si innamorerà di lui per poi scoprire - alla fine della prima stagione - che è sposato con Addison Montgomery (Kate Walsh), che si unirà - a partire dalla seconda stagione - al resto dello staff del Seattle Grace.
Inizialmente, abita al 613 di Harper Lane nel quartiere Queen Anne Hill di Seattle assieme a Isobel "Izzie" Stevens (Katherine Heigl) e George O'Malley (T.R. Knight), nella stessa casa dove sua madre e sua nonna sono nate. Poi, dopo il matrimonio con Derek, si trasferisce in una nuova casa assolata costruita da suo marito e dagli strutturati dell'ospedale.
[IN CORSO]
"C'è una storia dietro ogni persona.
C'è una ragione per cui loro sono quel che sono.
Loro non sono così solo perché lo vogliono.
Qualcosa nel passato li ha resi tali, e alcune volte, cambiarli è impossibile."
- Sigmund Freud
Lavinia Lombardi, una ballerina dal passato travagliato.
Luca Pasquariello, in arte Luk3, cantautore che vive di musica.
Due personalità così diverse riusciranno a trovare il loro equilibrio?