El servicio de Urgencias se colapsa por causa de un deslizamiento de barro, Meredith debe enfrentarse a una decisión muy dura y la vida de Richard está en peligro. Mientras tanto, Callie debe lidiar con las infidelidades de Arizona.
El equipo sigue atendiendo a las víctimas del grave deslizamiento de barro. Mientras tanto, Callie toma una difícil decisión con respecto a su relación, y los médicos se unen para recibir una noticia devastadora.
Meredith y Derek tratan de adaptarse a su nueva vida como padres, pero les resulta difícil estar lejos del hospital. Por su parte, Arizona pone todo su empeño por arreglar su relación con Callie. Alex y Jo disfrutan de su nuevo romance.
El hospital ha decidido organizar una gala para recaudar fondos y el equipo de médicos asistirá para conseguir el máximo dinero posible. Por otro lado, mientras Bailey intenta tratar a pacientes un tanto exigentes, Alex mostrará su lado más vulnerable a Jo.
Mientras Stephanie se esfuerza para sorprender a la madre de Jackson, Jo se unirá demasiado a un paciente. Por otro lado, Meredith intenta compaginar su trabajo con la maternidad y Callie y Owen se verán envueltos en un dilema emocional con un enfermo.
Derek y Callie forman un equipo para desarrollar un proyecto de un escáner de cerebro. Por su parte, Meredith medita si debe seguir adelante en la búsqueda de su madre. Además, Shane no consigue superar su sentimiento de culpa por la muerte de Heather.
En Halloween, los doctores del Grey Sloan Memorial se ven desborados frente a la llegada de pacientes escalofriantes. Sus planes se verán afectados, e incluso el bienestar de uno de ellos estará en peligro. Además, Derek colabora con Ben en una nueva técnica de cirugía.
Mientras que una traición intensifica los problemas, ya existentes, entre Cristina y Meredith, Matthew y April tomarán una decisión importante sobre su relación. Por otro lado, Bailey se enfrentará a ciertas dificultades con el regreso de Ben.
Una inesperada denuncia por negligencia pone el mundo de Callie patas arriba. Por ello, su padre se muestra muy comprensivo con ella y le revela un interesante secreto. Además, a través de 'flashbacks', se muestran detalles sobre el matrimonio de Callie y Arizona.
Ben está preocupado por una conversación que ha tenido con Derek, que podría causar problemas a Bailey. Además, Cristina y Shane ven como la situación se vuelve cada vez más tensa con Meredith, mientras que la boda de April causa incomodidad entre Jackson y Stephanie.
Las hermanas de April llegan para celebrar sus nupcias, pero rápidamente alteran los nervios de la doctora. Por otra parte, Matthew y Jackson se ven obligados a trabajar juntos tras ser testigos de un accidente.
A pesar de que el día de la boda de April y Matthew ha llegado, los médicos estan ocupados intentando solucionar sus propios problemas. Por otro lado, Meredith y Cristina seguirán discutiendo acerca de una investigación y Shane se pondrá en una situación de riesgo.
Los doctores se enfrentan a los acontecimientos que tuvieron lugar en la boda de April. Meredith se siente traicionada cuando Derek no cumple una promesa, mientras que Alex enfurece al regresar al hospital y escuchar las noticias sobre su padre.
Una nueva política de no-fraternización se instala en el hospital Grey Sloan Memorial a raíz de una denuncia. Por este motivo, las parejas formadas entre los doctores deberán preocuparse por sus relaciones.
Arizona aconseja a un paciente que se enfrenta a una posible doble amputación. Mientras tanto, Derek no cumple una promesa que hizo a Callie y uno de los médicos es suspendido al no aceptar la nueva política de no-fraternización.
Meredith consigue un asistente para que le ayude en su nuevo proyecto. Mientras tanto, Richard recibe un regalo especial de cumpleaños de parte de Bailey, tras dejarle formar parte de un caso extraordinario. Además, Callie sorprende a Derek.
Cristina visualiza los dos posibles caminos que tomará su vida, diferentes entre ellos, a raíz de una crucial decisión a la que se enfrenta. Mientras tanto, un paciente debe decidir si va a vivir o a morir.
Los doctores no son inmunes a las enfermedades y gran parte de ellos caen enfermos por una pasa de gripe. Además, Derek debe realizar un importante discurso sobre la estructura del cerebro pese a encontrarse mal.
Cristina está nominada al prestigioso galardón Harper Avery y, pese a que el resto de sus compañeros está en éxtasis, ella no va a perder la calma con facilidad. Por su parte, Bailey continúa trabajando en el caso de un joven sin sistema inmunitario.
Cristina pide ayuda a Meredith para preparar su discurso ante la posibilidad de obtener el galardón Harper Avery. Además, Owen insiste en ir con ella a la ceremonia, pero Cristina prefiere ir sola. Además, Derek se siente presionado en el trabajo y en casa.
Los médicos reciben una mala noticia por parte de Jackson. Además, Amelia llega de manera inesperada a Seattle, mientras que Richard viaja hasta Boston para sorprender a Catherine. Por otra parte, Bailey toma una decisión radical acerca de su investigación.
Cristina pide consejo a Meredith, quien a su vez debe tomar una decisión muy importante para su futuro. Además, Derek y Amelia trabajan juntos en la operación de dos gemelos unidos, mientras que Jo se ve sobrepasada por la cantidad de casos que ha asumido.
Con Derek fuera, Meredith pasa más tiempo con Amelia y descubre sus verdaderos sentimientos acerca del tiempo que ha pasado en Seattle. Por otra parte, Bailey debe ocuparse de las consecuencias que acarrearon sus acciones y Callie recibe noticias devastadoras.
En el desenlace de la décima temporada, el personal del hospital Grey Sloan Memorial da una despedida muy emotiva a Cristina Yang. Mientras tanto, un supuesto acto terrorista tiene lugar en la ciudad de Seattle, hecho que desencadena el caos en el centro hospitalario.
