Сериал рассказывает о Шоне Мёрфи— молодом хирурге с диагнозом аутизм и синдромом саванта из небольшого городка, в котором он провёл несчастливое детство.
О таланте юноши узнает президент больницы в Сан-Хосе Аарон Глассман. Мужчина приглашает молодого врача на работу в хирургическое отделение, но против этого решения выступает совет директоров больницы. Члены совета не могут согласиться с тем фактом, что практикующим хирургом будет человек, страдающий аутизмом.
Тем временем Шон прилетает в Калифорнию и уже в аэропорту демонстрирует профессионализм. Парень видит, как на ребенка падает рекламный щит, и предпринимает действия, чтобы спасти пострадавшего. Приехав в больницу, хирург приступает к обязанностям под руководством доктора Нила Мелендеса. С этого момента главный герой вовлекается в череду больничных рабочих будней, которые готовят для него множество сложных и ярких ситуаций.
Со временем достижения молодого врача меняют отношение к нему коллег. Мерфи блестяще выполняет сложные операции, а прекрасная память помогает юноше найти решения для случаев, которые кажутся неразрешимыми. Но не все оказывается простым в работе молодого врача. Будучи честным и искренним, персонаж рассказывает пациентам о возможных во время операции проблемах. Это приводит к тому, что часто больные отказываются от лечения.
Со временем хирург учится правильному общению с коллегами и пациентами, понимать юмор и иронию. Процессу социализации парня способствует соседка Лея Дилалло. Однажды, во время совместной поездки, Лея предлагает Шону попробовать алкоголь, сесть за руль и даже познакомиться с девушками. С этого момента начинается постепенно перерождение персонажа.
Тем не менее внешне Мерфи сохраняет признаки поведения аутиста. У героя аккуратная прическа, которую врач поправляет тремя одинаковыми движениями. Когда герой идет на работу, то выбирает на тротуаре ровные линии и считает шаги. Такой порядок в повседневных вещах дает ему спокойствие и не приводит к нервным срывам. Во втором сезоне у Шона, несмотря на болезнь, завязываются романтические отношения с доктором Клэр Браун.