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ショーンはグラスマンとまた友達になろうとするが、グラスマンが手術不能な脳腫瘍で余命約1年半だと知る。ショーンはその診断を受け入れず、グラスマンにセカンドオピニオンを受けるよう促す。メレンデスは大学生ケイデンを手術するが、手術中に容体が急変。ケイデンの付き添い人を問いただすと、彼はクラブの入会儀式でジェル状洗剤を食べていたことがわかる。
医師の資格を持つショーン・マーフィーは、自閉症でサヴァン症候群でもある。サンノゼにある聖ポナペントゥラ病院の院長グラスマンは、完璧な記憶力を持ち空間認知能力に長けたショーンをレジデントとして採用しようとするが、院長の座を狙うマーカス は、採用を認めようとしない。そのころショーンは、サンノゼの空港にいた。作業員が掛け替えようとしていた看板が落ち、ガラス の破片を全身に浴びた少年と遭遇して…
聖ボナベントゥラ病院での勤務初日に5分遅刻したショーンは「遅れたのはバスであって自分ではない」と言う。メレンデスは、良し悪しの区別がつかないショーンに単調な仕事を担当させる。その後、ショーンは外来患者を診るが、耳の感染症の患者に頭部MRI検査を行うなど診断方法が度を越していた。そして、腹痛を訴える少女に詳しい検査を行おうとするショーンを止めたメレンデスは、ストレス性の腹痛だと診断する。
肝不全のチャックのために、サンフランシスコの病院へ移植用の肝臓を取りに行ったショーンとクレア。摘出から移植までの許容時間は8時間だが、肝臓は2人が到着した時、すでに摘出から3時間が経過していた。濃霧のためヘリコプターが飛べず、救急車も出払っており、ショーンとクレアはパトカーに乗って聖ボナベントゥラ病院を目指す。しかし、肝臓に血栓があるとわかって、急きょ路上で手術することにする。
胎児の腫瘍摘出が必要と診断された妊娠22週のバーバラは、抗リン脂質症候群で血栓ができやすく長時間の手術に耐えられないため、メレンデスは中絶を勧める。だが、ショーンとクレアがリスクの少ない方法を提案し、メレンデスは手術を行う。しかし、術中にバーバラが肝不全を起こし、子宮を開く前に手術は中止となってしまう。再手術は不可能で、中絶をしない限り母子ともに死に至ると判断したメレンデスは…。
アナフィラキシーショックで救急搬送された患者ウィルクスは、腹部に激痛があり、CTスキャンで膵臓に病変が見つかる。ジャレッドが生検のため検体を採取していたとき、ウィルクスは再びアナフィラキシーショックを起こしてしまう。一方、亡くなった弟・スティーヴにそっくりの少年・エヴァンは転んで腕を骨折して入院していたが、ショーンはエヴァンの眼振に気づき、CTスキャンで検査をする。
ショーン、クレア、ジャレッドがERで深夜勤務中、結婚式の送迎バスの横転事故で20人以上の負傷者が運び込まれる。激しく大腿骨を損傷していたマルコを担当したショーンは、足を切断するしかないと判断するが、クレアの発案で3Dプリンターを使いチタンの大腿骨を作ることに。しかし、前例がないため、マルコの両親はリスクを案じて切断を選ぶ。今回の式でマルコの妻になるはずだったソニアは、大腿骨の交換を主張する。
自閉症の若者・リアムが、降りるバス停を間違えてパニックになり、転んで額にけがをして運び込まれる。ショーンの対応でリアムは落ち着くが、黄疸と発熱があったため、検査したところ胆道に瘢痕が見つかる。リアムはじっとしていられないためMRI検査が行えず、診断のためにはリスクを伴う腹腔鏡検査を行わざるを得なくなるが、リアムはやはりパニックを起こしてしまう。
ショーンの部屋を訪れたリアが、ショーンのリンゴを食べてしまったため、ショーンはスーパーへリンゴを買いに行く。すると、そこで強盗に遭遇してしまった上、強盗の指示通り財布を出さなかったために逆上した強盗が発砲。居合わせたカップルの女性エイヴリーが腹部に被弾してしまう。聖ボナベントゥラ病院に搬送されたエイヴリーだが、カップルの男性ブランドンは、エイヴリーが撃たれたのはショーンのせいだと言い放つ。
聖ボナベントゥラ病院の人道的な国際支援プログラムの対象に、重度の先天性心疾患があるガブリエルが選ばれる。オペは不可能だとメレンデスは判断していたが、アオキが彼を選んだのだ。循環器内科のメータはガブリエルを救えるのではと期待したが、心エコー検査で想像より容体が悪いことがわかる。一方アンドリュースは、がんの疑いのあるエリザベスの喉の結節を切除して生検に出すが、その検体が行方不明になってしまう。
プロゲーマーのVIP、ボビーの肘の靭帯再建をジャレッドとショーンが手伝う。手術は無事終了するが、MRI検査で腫瘍が見つかった。3年前にがんを患っていたボビーだが、肘の手術とは無関係と黙っていたのだった。さらに詳しく調べると脳幹に転移が見られ、腫瘍を摘出するには脳幹の一部を切除しなければならない状態と判明。術後に左半身不随などの障害が生じる危険性を伴うが、ボビーはこの手術を承諾する。
グラスマンはショーンを捜しに来るが、ショーンはリアの部屋に隠れてやり過ごす。リアは動揺しているときは大事な決断をせずにひと休みすべきだと言って病欠の連絡をするよう促すが、ショーンは無断欠勤してしまう。そんな彼をリアはドライブ旅行に連れ出し、ハッピーに生きることを教えていく。一方、メレンデスは頭部結合双生児のジェニーとケイティの腎移植手術をする。手術は成功したものの、ジェニーが心不全になり…。
分離手術後、目を覚ましたジェニーはバイタルが安定し会話もできる。だがケイティは覚醒せず昏睡状態になり、脳にほとんど血流がないことが判明。メレンデスたちは昏睡状態のケイティの心臓をジェニーに移植するのが最善だと考え、姉妹の母親グレンダはジェニーを救うためにケイティの人工呼吸器を外すことに同意するが…。一方、ショーンはリアを追ってペンシルベニア州に移るため、メレンデスに推薦状を依頼する。
くも膜下出血のため、男性が聖ボナベントゥラ病院に運び込まれた。男性の妻テッサによれば6年前に倒れて以来、薬を飲んでいたという。リムが執刀して手術は無事に終わるが、術後の画像検査で脳に動脈瘤が見つかる。意識のない夫に代わり、動脈瘤を切除しなければ死ぬが、手術で脳に損傷が生じて重度の麻痺になる可能性もあると説明を受けたテッサ。彼女は、夫が「不自由な体で生きたくない」と明言していたと手術を拒否する。
ショーンとジャレッドはリムの下で、腹痛を訴えるクインを診る。クインは一見、少女に見えたが、トランスジェンダーだった。検査でクインは精巣がんと判明。また、第二次性徴遮断薬の服用で骨減少にもなっていた。18歳になったら性別適合手術を受けるつもりだったと言うクインに両親も賛成するが、クインの祖母ルースは反対する。しかし、結論が出る前にクインが睾丸捻転を起こして、両親は急きょ決断を迫られる。
ショーンとモーガンは、生まれつき心臓が胸郭の外にある10代の少女スピリットを担当する。彼女は成長して胸郭が大きくなり手術が可能になるまで14年待ち、ようやくオペの日を迎えるが、直前になって心臓が大きくなりすぎて収まらないことがわかる。一方、警官を15年やってから医者になった45歳のアレックス・パクが、メレンデスのチームに加わることに。アレックスはクレアたちと肝移植を受ける少年を担当する。
10年前のバイク事故で胸部から下が麻痺したハンターが、首の激痛を訴えて病院を訪れる。両足にも痛みがあり幻肢痛のようなものかと思われたが、MRIで確認すると損傷したと思われた神経は正常で、腫瘍が神経を圧迫していたことがわかる。腫瘍を切除すれば再び歩ける可能性があると知ったハンターは喜ぶが、腫瘍が脳幹に浸潤していて…。一方、アンドリュースは、別の病院で受けた美容整形で感染症を起こしたエマを診る。
グレッチェンは表情筋を司る神経に麻痺があり、笑顔を作ることができない。アンドリュースはリスクのない手術が可能だと請け合うが、ショーンは医学的に必要ない手術だとして、起こり得るリスクを羅列する。グレッチェンは、保険でカバーされない費用を心配して手術を受けないと言うが、アンドリュースは保険会社に手術費の大半をカバーするよう圧力をかける。手術は成功するが、麻酔が切れる時間になってもグレッチェンは目覚めず…。
カリフォルニア州の権威ある聖ボナベントゥラ病院。院長グラスマンは、自閉症だが天才的な記憶力と驚異的な空間認知能力を持つサヴァン症候群の青年ショーンを自らの病院に外科研修医として招く。
だが院長の座を狙う外科部長マーカスなど理事会メンバーや多くのドクターは、ショーンが自閉症であること自体が患者に不安を与えたり、現場に混乱をもたらすと彼の勤務に反対する。
それでもただドクターになるという一心で、ショーンは難病を抱える患者たちを次々と救い、院内で旋風を巻き起こしていく。
天才的な空間認知能力と記憶力を持った、自閉症の青年。
ショーンと同じく研修医として働く女性医師。
世渡り上手の研修医。
研修医をまとめる外科の指導医。
聖ボナべントゥラ病院の院長。
外科医の最高責任者であり、院長の座を狙っている野心家。
常に冷静かつ公平な立場で、病院の経営面を支える。
理事の一人。「病院創設者の孫」というレッテルを嫌う。
