La serie segue le vicende di Shaun Murphy, un giovane medico specializzando in chirurgia autistico con la Sindrome del savant, proveniente da una cittadina nel Wyoming, Casper, dove ha vissuto un'infanzia travagliata. Deciderà così di trasferirsi e di unirsi al prestigioso dipartimento di chirurgia del San Jose St. Bonaventure Hospital, nella California del Sud.