Shaun Murphy (Freddie Highmore), młody autystyczny chirurg z zespołem sawanta, opuszcza spokojne wiejskie życie, aby dołączyć do prestiżowej jednostki chirurgicznej. Pozostawiony samemu sobie i mający ogromne trudności z komunikacją z otoczeniem, Shaun wykorzystuje swój niesamowity dar, aby pomagać pacjentom i musi udowodnić swoją wartość kolegom, a nawet najbardziej sceptycznym pacjentom... Wspiera go dr Aaron Glassman (Richard Schiff), jego mentor od czternastego roku życia.
Do Shauna dołączają dr Morgan Reznick (Fiona Gubelmann), dr Alex Park (Will Yun Lee) i dr Audrey Lim (Christina Chang).