Die zweite Staffel beginnt genau da, wo die Erste endete. Dr. Derek Shepherd muss sich zunächst vor Meredith dafür rechtfertigen, dass er ihr bislang nichts von seiner Ehe erzählt hatte. Nach einer Weile entscheidet Meredith sich schließlich doch für Derek, wodurch der Ball bei ihm liegt, der zwischen seiner Ehefrau und Meredith wählen muss, was ihm über mehrere Folgen hinweg erkennbar schwer fällt. Nachdem ihm seine Frau die Entscheidung über eine Scheidung freigestellt hat, will er seiner Ehe noch einmal eine Chance geben. Nachdem die Trennung von Derek endgültig erscheint, stürzt sich Meredith in einige One-Night-Stands, bis ihr George O’Malley, von Izzie Stevens ermutigt, seine Liebe gesteht. Meredith ist von ihren vergangenen Erfahrungen frustriert und glaubt für einen Moment lang, in George den richtigen gefunden zu haben. Die beiden haben Sex miteinander, was jedoch für beide frustrierend endet. George verlässt Greys Haus und zieht zunächst zu Dr. Burke, mit dem er sich zu Cristinas Entsetzen hervorragend versteht. Währenddessen erscheint der Plastische Chirurg Mark Sloan in Seattle, der für den Ehekonflikt der Shepherds mitverantwortlich ist, und es kommt zu einem Schlagabtausch zwischen ihm und Derek Shepherd. Außerdem wird Meredith Greys Mutter, Ellis Grey, im Krankenhaus eingeliefert, so dass jeder im Krankhaus von ihrer Krankheit erfährt. Sie durchlebt wieder ihre Zeit als bekannte Chirurgin, während der sie eine Affäre mit dem jetzigen Chefarzt Dr. Webber hatte. Meredith Grey lernt den Tierarzt Finn kennen, mit dem sie eine Beziehung aufbaut. Nachdem die Versuche zur Rettung seiner Ehe gescheitert sind, muss sich Derek Shepherd eingestehen, dass er immer noch Meredith Grey liebt. Während eines in das Krankenhaus verlegten Abschlussballs haben die beiden Sex in einem Behandlungszimmer, was nicht geheim bleibt. Am Ende der zweiten Staffel steht Grey vor der Entscheidung zwischen Derek Shepherd und Finn. Diese bleibt jedoch offen.

Cristina Yang hält weiter an ihrem Entschluss fest, ihr Kind abzutreiben. Dazu kommt es jedoch nicht, weil sie im OP wegen einer Eileiterschwangerschaft zusammenbricht. In einer Operation kann zwar ihr Leben gerettet werden, jedoch verliert sie ihre Zeugungsfähigkeit. In der Folge lebt die Beziehung zu Dr. Burke wieder auf, der auch den Chefarzt Dr. Webber darüber in Kenntnis setzt. Burke möchte die Beziehung zu Christina intensivieren. Nachdem auch George bei Burke eingezogen ist und beide ihre gemeinsamen Interessen teilen, wird Cristina Yang eifersüchtig und möchte, dass O’Malley wieder auszieht. Dieser nähert sich währenddessen der Orthopädin Callie Torres, die sich in ihn verliebt hat. Beide beginnen eine Beziehung, die wegen der Ablehnung durch seine Freunde und seiner Liebe zu Meredith schwer zu führen ist. Die Beziehung von Burke und Yang wird durch eine Schussverletzung Burkes weiter erschwert. Die Fähigkeiten seines Armes sind eingeschränkt, so dass seine Karriere auf dem Spiel steht.

Zu Beginn der zweiten Staffel kommt Izzie Stevens Alex Karev trotz der Warnungen ihrer Freunde näher. Stevens ist enttäuscht, nachdem Karev sie beim ersten Date nicht küsst, trotzdem beginnen sie eine Beziehung. Diese endet, nachdem sie ihn mit einer Krankenschwester beim Sex erwischt. Da Alex Karev seine praktische Prüfung nicht bestanden hat, lernen die anderen Assistenzärzte mit ihm, was Izzie ihnen übel nimmt. Nachdem der Herzpatient Denny Duquette ins Krankenhaus eingeliefert wird, verliebt sich Izzie Stevens in ihn und flirtet mit ihm. Als er ein Spenderherz erhalten könnte, jedoch ein anderer Patient vor ihm in der Empfängerliste steht, hängt die Frage, ob er das Herz erhält von seinen Werten ab. Um diese zu manipulieren schneidet Stevens seine LVAD-Leitung durch, damit Duquette in der Empfängerliste an die erste Stelle rutscht. Ihre Freunde wollen sie davon abhalten, unterstützen sie dann jedoch. Denny Duquette erhält das Spenderherz und übersteht die Operation gut, nachdem er Izzie Stevens einen Heiratsantrag gemacht hat. Er stirbt jedoch an den Folgen eines Schlaganfalls. Stevens ist sehr niedergeschlagen und erbt acht Millionen Dollar. Als der Chefarzt Dr. Webber die Assistenzärzte wegen des Vorfalls befragt, gesteht sie ihre Handlungen und kündigt.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Grey%E2%80%...atomy#Staffel_2