La seconda stagione di Grey's Anatomy è stata trasmessa in America dal 25 settembre 2005 al 15 maggio 2006. A tutti gli effetti l'edizione più lunga, è composta da ben 27 episodi che hanno assicurato al medical drama il quarto posto nella classifica degli show più seguiti della stagione e una media di quasi venti milioni di telespettatori a puntata. L'edizione televisiva 2005/2006 ha inoltre segnato un importante traguardo per lo show creato da Shonda Rhimes: trasmesso subito dopo il Super Bowl, il sedicesimo episodio ha totalizzato ben 38 milioni di telespettatori.
Un record eccezionale per la ABC che ad oggi rimane imbattuto.
Derek Shepherd prova a ricostruire il matrimonio con Addison, ma non rinuncia a Meredith
La seconda stagione di Grey's Anatomy, come parzialmente anticipato nel riassunto della prima edizione, si focalizza sull'arrivo di Addison Montgomery a Seattle. Quest'ultima, dopo aver svelato a Meredith Grey la verità sul matrimonio con Derek Shepherd, viene assunta al Seattle Grace. Una situazione che sconvolge completamente la protagonista e la costringe a porre fine alla sua relazione. L'evidente sintonia tra Meredith e Derek, tuttavia, non subisce battute d'arresto neanche quando il neurochirurgo prova a ricostruire il matrimonio con la moglie.
I vari tentativi di allontanamento e le fugaci relazioni della protagonista con George O'Malley e Finn Dandridge, infatti, non sortiscono l'effetto desiderato. Nell'ultima puntata della stagione, dopo infiniti tira e molla, Meredith e Derek cedono alla passione e durante un ballo abbandonano i rispettivi compagni per trascorrere una notte d'amore.
Nonostante l'accaduto, Meredith decide tuttavia di lasciare l'ospedale da sola. Addison Montgomery, invece, realizza che il matrimonio con Derek è definitivamente naufragato.
Il triste epilogo della storia d'amore tra Izzie Stevens e Denny Douquette
La seconda stagione di Grey's Anatomy è inoltre teatro di importanti novità per Izzie Stevens.
La specializzanda, dopo aver intrapreso una breve relazione con Alex Karev, stringe un inaspettato legame con un paziente bisognoso di cure: Denny Douquette. Tra i due ragazzi si instaura, infatti, un legame che va ben oltre il semplice rapporto tra medico e paziente. Nonostante le politiche dell'ospedale, la coppia si dimostra sempre più affiatata e l'evidente sintonia tra i due sfocia in un'inaspettata proposta di matrimonio. Le critiche condizioni di Denny, tuttavia, precipitano rovinosamente e costringono Izzie a prendere una decisione del tutto inaspettata per assicurare al fidanzato un trapianto di cuore. Pur riuscendo nel suo intento, il sogno d'amore di Izzie e Denny non si realizzerà mai.
Proprio nell'ultimo episodio, l'uomo viene infatti stroncato da un attacco di cuore che segna la fine della romantica love story.
L'allontanamento tra Cristina Yang e Preston Burke e l'arrivo di Callie Torres e Mark Sloan
La seconda stagione di Grey's Anatomy porta in scena grosse novità anche per il personaggio di Cristina Yang. La specializzanda, dopo un aborto spontaneo, decide di approfondire il suo rapporto con Preston Burke. La convivenza tra i due medici, nonostante le grosse differenze caratteriali, procede senza grosse battute d'arresto, ma quando il fidanzato viene ferito alla mano in seguito a un colpo d'arma da fuoco, il rapporto rischia seriamente di essere compromesso. La donna, infatti, fatica non poco a gestire le sue emozioni e preoccupata dalla possibilità che il sentimento provato per il cardiochirurgo possa offuscare le sue doti, decide di allontanarsi.
Quando tuttavia assiste al generoso gesto d'amore di Izzie Stevens e alla sofferenza della donna per la morte del suo compagno, la Yang torna tra le braccia di Preston supplicandolo di non morire. Infine, l'edizione 2005/2006 del medical drama introduce due personaggi che ricopriranno un ruolo chiave nelle future stagioni: Callie Torres che fin da subito interagisce con George O'Malley e Mark Sloan, ex migliore amico di Derek Shepherd nonché amante di Addison Montgomery.
