Tutti i chirurghi coinvolti nella sparatoria devono avere un'autorizzazione per tornare a operare, ma non tutti sono riusciti ad ottenerla. Nel frattempo, Cristina è alle prese per i preparativi del matrimonio e Derek si dà alla guida spericolata.

Meredith sta ancora cercando di ottenere l'autorizzazione per poter tornare ad operare; nel frattempo al Seattle Grace arrivano 8 ragazzi che sono stati colpiti da un fulmine, mentre Teddy e Cristina sono impegnate in un delicato intervento.

Sono passate due settimane e il lavoro di Andrew al Seattle Grace è finito, con la conseguente reazione di Teddy e la decisione da parte del consiglio se riabilitare Cristina o meno. Nel frattempo suscitano scalpore l'arrivo della sorella di Derek e due nuovi pazienti.

Owen riesce a convincere Cristina a cercare una nuova casa mentre ad Arizona inizia a dare fastidio il rapporto che c'è tra Merk e Callie. Anche Lexi è parecchio infastidita dalla nuova relazione tra Meredith e April.

Webber decide di promuovere per la giornata alcuni specializzandi in medici di turno e annuncia che deve decidere in quale reparto dare un milione di dollari, in modo da aprire una gara tra i vari chirurghi per ottenerli.

Una troupe televisiva arriva al Seattle Grace per riprendere la vita ospedaliera dopo la sparatoria proprio quando arriva un donatore che può ridare entrambe le braccia ad un uomo che le ha perse. Nel frattempo Karev è ancora alle prese con la pediatria.

Mentre Teddy è fuori sede, Cristina deve gestire un paziente da sola. Nel frattempo Owen mette in pratica un'esercitazione ma non tutti la prendono seriamente; intanto Arizona e Callie si preparano a partire per l'Africa.

Si sparge la voce del licenziamento di Cristina creando sgomento in tutto il reparto, che viene scosso ulteriormente da un misterioso paziente con i servizi segreti a seguito. Nel frattempo Cristina si da alla pazza gioia con Callie e decide di organizzare una festa.

Tutti i residenti hanno il turno di notte e mentre sono in ospedale i loro superiori sono da Joe dove li attende un'inaspettata sorpresa. Alex e Meredith si ritrovano a lavorare insieme alle spalle di Stark e si rendono conto di essere gli unici due rimasti del loro gruppo.

Cristina va a pesca insieme a Derek, esperienza per lei terapeutica. Mark e Lexie si riavvicinano mentreBailey, grazie ad Eli, scopre come prevenire la formazione di fistole. Arizona torna dall'Africa e Teddy aiuta un paziente in gravi condizioni ad avere assistenza sanitaria.

Una sparatoria permette a Cristina di superare il trauma e tornare in sala operatoria. Callie non riesce a perdonare Arizona, tornata dall'Africa. Teddy ed Henry si sposano per far sì che lui abbia l'assicurazione medica per curarsi e Meredith non perdona a Derek di essersi concentrato sui problemi di Cristina.

Arizona chiede aiuto a Mark per riconquistare Callie, che però nasconde un segreto. Meredith e Derek cercano di avere un bambino mentre Teddy è costretta a prendere una decisione importante durante l'operazione di Henry. I nuovi studenti in arrivo compilano le valutazioni in vista della nomina di nuovo capo degli interni.

Callie fa fatica a gestire la gravidanza e il rapporto con Arizona e teme che ci siano problemi con il bambino, Mark confessa a Lexie che lui è il padre. Derek inizia la sperimentazione sui pazienti con l'alzheimer ma non chiede a Meredith di aiutarlo mentre Bailey ha l'idea di cominciare a "twittare" le fasi delle sue operazioni.

Tatcher, padre di Lexie e Meredith, viene ricoverato e le figlie scoprono che ha una relazione con una giovane - e tatuata - ragazza, Danielle, conosciuta durante gli incontri degli alcolisti anonimi. Nel mentre Meredith deve decidere quale ricerca seguire, quella sull'alzheimer o quella sul diabete, basata sulle idee della madre emerse dai suoi diari.

Cercando di impressionare Webber nella corsa per diventare capo degli interni, Meredith si offre volontaria per gestire il pronto soccorso per una notte ed impara che in un'ora tutto può succedere, compreso l'improvviso ricovero della moglie di Richard, Adele - che sospettano aver subito danni cerebrali - ed un uomo con un coltello infilzato in testa.

Meredith ha problemi alla vista dovuti alle medicine per la fertilità ma decide di non dirlo a Derek. Adele si ripresenta al pronto soccorso e Bailey comincia a sospettare che si tratti di qualcosa di serio. April scopre un lato del dottor Stark che non conosceva.

Richard vuole disperatamente che Adele possa far parte delle cure sperimentali per l'alzheimer. Nel mentre, la corsa per diventare capo degli specializzandi si fa sempre più agguerrita quando Webber ottiene il via libera per la sperimentazione sul diabete. In tutto questo, Mark ed Arizona discutono sul tipo di festa da organizzare per Callie.

Dopo l'incidente, Callie viene trasportata d'urgenza in ospedale, dove la sua vita e la vita del bambino rimangono sul filo del rasoio. La fatica di Mark ed Arizona ad abituarsi alla presenza l'uno dell'altro si fa sempre più pesante, mentre Meredith attraversa una crisi e Cristina trova un modo per salvare il cuore di Callie.

Mentre Callie e la bambina recuperano dopo l'incidente, Karev viene considerato da Owen come papabile responsabile degli specializzandi, Meredith mette a rischio la sua carriera per il bene di Adele Webber e Andrew Perkins torna in città.

I preparativi per il matrimonio cominciano mentre la madre di Callie si rifiuta di partecipare poiché considera l'evento una farsa. Intanto Derek si affeziona particolarmente alla bambina africana che ha in cura e Alex scopre quello che Meredith ha fatto per la moglie di Webber.

Nella gara per diventare responsabile degli specializzandi, Cristina mette in pericolo la sua candidatura e a Karev viene offerta l'opportunità di lavorare in Africa. Intanto Meredith teme l'incontro con la responsabile per l'adozione pensando che il passato di sua madre abbia un'influenza negativa e ad Owen viene facilitata la scelta per il responsabile degli specializzandi.