Shaun Murphy es un cirujano pediátrico autista que tiene habilidades extraordinarias para resolver problemas que sufren sus pacientes.El joven cirujano abandona su ciudad natal para comenzar a trabajar en el prestigioso Hospital San Buenaventura. Con el apoyo del director de la unidad de cirugía del hospital, el Dr. Aaron Glassman, Shaun comienza a desafiar el escepticismo de su jefe el Dr. Meléndez, y ganarse la empatía sus compañeros cuando sus habilidades comienzan a salvar vidas. Sin embargo, el Dr. Horace Andrews buscará la manera de deshacerse del Murphy antes que algún error termine dañando la reputación del hospital.