La primera temporada comenzó a transmitirse en EE.UU., el 27 de marzo de 2005, y finalizó el 22 de mayo del mismo año. Esta primera temporada fue inusualmente corta porque la programadora americana redujo a 9 episodios los 14 que se tenían originalmente (el final de temporada original, era el capítulo "Bring the Pain"). Meredith Grey, hija de una reconocida cirujana Ellice Grey, llega al programa de internos del Seattle Grace Hospital. Ahí conoce a varios internos: Cristina Yang, Isobel "Izzie" Stevens, y George O'Malley con quienes entablará amistad durante el programa para internos. Otros de los personajes incluyen a la doctora Dra. Miranda Bailey, quien es apodada “La Nazi” debido a su “duro amor” por los internos y el trabajo; Alex Karev, un interno más, el cual no es muy popular entre los otros internos (especialmente Izzie); y los reconocidos cirujanos el Dr. Derek Shepherd y el Dr. Preston Burke. El jefe de cirugía es Richard Webber, quien alguna vez fue algo más que un amigo cercano de la madre de Meredith. Esta temporada, hace la reseña de los primeros meses del programa de internos del hospital, el día a día de un internista en cirugía. Las situaciones mas recurrentes son la batalla de Meredith por mantener en secreto que su madre padece Alzheimer y su relación con el doctor Shepherd; otros más incluyen el enamoramiento de George por Meredith y la rivalidad que hay entre los doctores Burke y Shepherd en el hospital. El final de la temporada presenta un nuevo personaje: la doctora Addison Montgomery-Shepherd (Kate Walsh), la esposa de Derek Shepherd. Temporadas
Segunda temporada: 2005-2006
La segunda temporada comenzó a ser transmitida el 25 de Septiembre de 2005 y terminó el 14 de Mayo de 2006, con un final de 3 horas de duración, en dos días de transmisión. La primera temporada originalmente contenía 14 episodios, que representaban la mitad de temporada de la ABC. De cualquier forma se decidió terminar esa primera temporada de manera temprana, pues los ejecutivos de televisión, decidieron que el show terminara al mismo tiempo que Desperate Housewives. Los productores de Grey's Anatomy escogieron el final de temporada en el episodio 9 y guardaron los capítulos restantes para la segunda temporada. En los capitulos 10-14 fueron transmitidos como los primeros episodios de la segunda temporada; cuando la ABC autorizó la realización de 22 episodios más, para un total de 27 episodios de la segunda temporada, y no los tradicionales 22 que regularmente contienen las series americanas. Aparentemente este conteo no incluye los capitulos resumen que se realizaron ("Straight From The Heart" y "Under Pressure"). El capitulo "Bring the Pain," fue nombrado en el blog de uno de los escritores de la serie (Shonda Rhimes) como el final original que se tenía para la primer temporada. Esta temporada, se enfoca principalmente, en la relación entre Meredith y el Dr. Derek Shepherd, la cual da un giro abruptamente cuando se descubre que Shepherd esta casado con la cirujana Addison Montgomery-Shepherd. Izzie Stevens y Alex Karev comienzan una relación (que termina bruscamente cuando Izzie le descubre en la cama con una enfermera), de igual modo Cristina Yang y el Dr. Preston Burke, comienzan una relación amorosa. La Dra. Miranda Bailey se queda embarazada y se descubre más información sobre la familia de Meredith.Temporadas
Tercera temporada: 2006-2007
El 16 de Mayo de 2006, a la mañana siguiente de la transmisión del capítulo final de la segunda temporada, la cadena de televisión estadounidense ABC anunció que planeaba una tercera temporada de Anatomía de Grey para su franja nocturna de los jueves. La ABC hizo un sondeo para ver el potencial de la serie. El 9 de Febrero de 2006, al transmitir el capitulo "It's the End of the World”. Al siguiente jueves, 16 de Febrero, la televisora repitió la segunda parte de la historia, ("As We Know It"). Ambas transmisiones comenzaron a las 9:30 p.m, haciendo competir a la serie con los programas estrella de la CBS:CSI: Crime Scene Investigation y Without A Trace, y contra el drama medico de la NBC: ER.
Una vez que la temporada estuvo en el aire, al elenco permanente de la serie se integraron dos nuevos actores , Sara Ramirez (Callie Torres) y Eric Dane (Mark Sloan). Callie se casa con George, los problemas maritales surgen, ya que éste le cuenta sus secretos a sus amigas, Meredith, Cristina e Izzie. Callie no soporta eso, y le dice a George que sus amigas la odian, en especial Izzie porque siente algo por él. George se va del hotel donde están viviendo, y llega donde Izzie, le cuenta sus problemas, y se emborrachan. Al amanecer ella se da cuenta que ha tenido relaciones sexuales con su mejor amigo. En esta temporada se viven tres de los episodios más intensos, en los que Meredith debe atender un accidente del Ferry, cae al agua y se encuentra en situación crítica. Por suerte, no muere.Temporadas
Cuarta temporada: 2007-2008
Se confirmó la cuarta temporada de la serie el 21 de Marzo de 2007. Asimismo se confirmó que Isaiah Washington dejará de participar en la serie a raíz de un comentario homófobo dirigido a su compañero de reparto T.R. Knight, que es homosexual.
En esta temporada, Meredith Grey, Cristina Yang, Izzie Stevens y Alex Karev pasan a ser residentes del Seattle Grace, mientras que George tendrá que volver a hacer el curso de interno ya que suspendió el examen. A George le acompañará Lexie Grey, nueva interna y hermanastra de Meredith que creará problemas entre Meredith y Derek.
Seguirá el triángulo Izzie, George y Callie. Donde por fin sabremos el destino de Izzie con George.
Ava / Rebecca Pope volverá esta temporada para irrumpir de nuevo en la vida de Alex.
Tras ser abandonada por el Dr. Burke, Cristina entrará en una pequeña crisis de la que intentará salir.
Edward Herrmann es el nuevo fichaje de Anatomía de Grey, para la 4ª temporada. Como mínimo participará en 3 episodios. Se rumorea que interpretará al interno más viejo del mundo. Temporadas
T.R. Knight (Dr. George O'Malley): entró en el hospital junto con Meredith pero repite la internidad al suspender el examen que le ascendería a residente. Es dulce e inseguro y se enamoró de Meredith desde el primer momento que la vio. Tras el fracaso con Meredith, George empieza a tener una relación con la Dra. Callie Torres, con la que acaba casándose, aunque no está completamente enamorado de ella como se lo hará saber su mejor amiga, Izzie.
Chyler Leigh (Dra. Lexie Grey): es la media hermana de Meredith. Entra como interna en la 4ª Temporada, con Cristina como residente. Personajes
Ellen Pompeo (Dra. Meredith Grey): tras un duro primer año de interna, aprueba el exámen para ser residente. Aunque está enamorada de Derek, en algunos momentos no presta mucha atención a su relación, lo que le hace dudar a él.
Sandra Oh (Dra. Cristina Yang): Residente especializándose en cirugía cardiotorácica. Es sarcástica, atrevida, fría, soñadora, alegre y arrogante, además de una "yonqui de la cirugía" altamente competitiva. Tuvo una relación con el Dr. Burke que finalmente la deja en el altar.
Katherine Heigl (Dra. Isobel "Izzie" Stevens): está tan cualificada como el resto, pero a veces se siente juzgada por ser rubia y atractiva. Izzie se pagó la carrera de medicina posando como modelo de ropa interior. Se crió en un camping de caravanas. Cuando está nerviosa hace postres. Se enamora completamente de Denny Duquette, que termina muriendo y ella abandonando el programa de internidad, pero regresa.
Justin Chambers (Dr. Alex Karev): Quiere especializarse en cirugía plástica o neo-natal. Bocazas, borde y engreído pero que también tiene su lado sentimental. Está obsesionado con el sexo.
Chandra Wilson (Dra. Miranda Bailey): la nazi está al mismo nivel que sus antiguos internos ya que Callie la arrebato el puesto de jefa de residentes. Sigue teniendo el mismo carácter rudo.
Sara Ramírez (Dra. Callie Torres): La mujer de George, es experta en cirugía ortopédica. Se da cuenta de que entre su marido, George, e Izzie hay algo más que amistad.En el episodio Didn't we almost have it all? es nombrada la Jefa de los Residentes, arrebatandole el puesto a Bailey Personajes
Patrick Dempsey (Dr. Derek Shepherd): es un reputado neurocirujano, que se mudó de Nueva York a Seattle. Enamorado por completo de Meredith, con la que tendrá una relación un tanto tortuosa. Al final de la tercera temporada rechaza el puesto de Jefe de Cirugía del Seattle Grace.
James Pickens Jr. (Dr. Richard Webber): Director y jefe de cirugía del Seattle Grace, totalmente obsesionado por su trabajo y el control de todo lo que sucede en su hospital. Está casado con Adele y en el pasado tuvo problemas con el alcohol. Ahora los problemas han sido con Adele.
Eric Dane (Dr. Mark Sloan): un prestigioso cirujano plástico, cuyo atractivo no pasa inadvertido entre las trabajadoras de Seattle Grace Hospital.
Brooke Smith (Dra. Erica Hahn ): Tras la marcha del Dr. Burke, es contratada como la nueva cirujana cardiotorácico del Seattle Grace en la 4ª temporada. Rival de Burke desde los tiempos de la facultad, la Dra. Hahn ya hizo algunas participaciones en la segunda y tercera temporadas de la serie. Personajes
Isaiah Washington (Dr. Preston Burke): uno de los mejores cirujanos cardiotorácicos de Estados Unidos. Aspira a ser jefe de cirugía del hospital y es muy ambicioso. Es aficionado a la cocina y la música, especialmente el jazz.. Tras no ser nombrado jefe de cirugía y no estar seguro de su boda con Cristina decide abandonarlo todo.
Kate Walsh (Dra. Addison Forbes Montgomery): especialista en cirugía neo-natal y ginecóloga de gran reputación. Tras el fracaso de su matrimonio con Derek y varias relaciones que no llegaron a mucho, decidió tener un hijo por inseminación, pero no pudo. Al no ser nombrada jefa de cirugía se marchó a trabajar a una clínica en Los Ángeles. Personajes