Atteint d'un trouble du spectre de l'autisme, avec un haut niveau de fonctionnement, le Docteur en chirurgie Shaun Murphy rejoint un prestigieux hôpital de San Jose, en Californie. Isolé, il éprouve des difficultés à s'intégrer à l'équipe. Mais en mettant son incroyable don de savant au service de ses patients, ce jeune prodige finit par susciter l'admiration de ses collègues, même les plus sceptiques.

Après avoir accepté un travail à l'étranger, Kevin déclare sa flamme à Audrey dans une lettre, en pensant qu'il ne la reverra jamais. Lorsque ses plans tombent à l'eau, il doit revenir travailler dans la boîte alors que ses sentiments ne sont plus secrets.