Le Dr Shaun Murphy (Freddie Highmore), un chirurgien atteint d'autisme et du syndrome de savant, continue d'utiliser ses dons médicaux extraordinaires dans l'unité chirurgicale de l'hôpital St Bonaventure. Après les festivités de leur mariage tant attendu et sa promotion au poste de titulaire en chirurgie, la relation de Shaun et Léa est immédiatement mise à l'épreuve et ils doivent apprendre à gérer leur vie de couple. Pendant ce temps, l'équipe doit faire face à des changements à l'hôpital, et dans leurs vies personnelles, qui vont leur présenter de nouveaux défis émotionnels et interpersonnels.