Nội dung phim tập trung vào chặng đường nội trú phẫu thuật đầy cam go của nhóm năm bác sĩ trẻ tại bệnh viện giả tưởng Seattle Grace. Đối mặt với môi trường y khoa khốc liệt, mỗi người phải không ngừng tôi luyện bản lĩnh nghề nghiệp đồng thời trải qua những biến chuyển sâu sắc trong tâm lý và cuộc sống riêng tư. Giai đoạn cuối của quá trình thực tập mang đến những bài kiểm tra thực tế khắc nghiệt, đan xen giữa kỹ năng chuyên môn và các mối quan hệ cá nhân đa tầng. Tình hình nội bộ bệnh viện càng thêm căng thẳng với sự xuất hiện của bác sĩ Mark Sloan mang tính chất đối kháng, tạo nên hàng loạt xung đột mới. Ca Phẫu Thuật Của Grey (Phần 3) thuộc thể loại chính kịch gồm 25 tập, mỗi tập kéo dài khoảng 43 phút, với sự tham gia của các diễn viên Ellen Pompeo, Chandra Wilson, Kevin McKidd, James Pickens Jr. và Camilla Luddington.