La settima stagione di Grey's Anatomy si compone di 22 episodi. In onda in America dal 23 settembre 2010 al 19 maggio 2011, l'edizione introduce nel cast fisso del medical drama due nuovi attori: Jesse Williams nel ruolo di Jackson Avery e Sarah Drew come interprete della specializzanda April Kepner.
Merdedith e Derek decidono di adottare Zola
La settima stagione di Grey's Anatomy ruota intorno alle conseguenze della sparatoria consumatasi nel finale della sesta edizione. In particolare, Derek Shepherd decide di rinunciare al suo ruolo di primario per dedicarsi totalmente alla chirurgia e alla ricerca.
Dopo l'aborto, la coppia si dice pronta a mettere su famiglia, ma l'utero "ostile" di Meredith sembra precludere ai due medici la possibilità di avere figli. In ospedale, tuttavia, arriva una bambina affetta da spina bifida: Zola. Derek, fin da subito, instaura un rapporto di profonda sintonia che sfocia nel desiderio di adottare Zola legalmente. Per iniziare le pratiche, tuttavia, Meredith e Derek sono costretti a sposarsi in comune. Nel frattempo, il neurochirurgo, dapprima grazie all'aiuto di Alex e in seguito con il supporto di Meredith, decide di iniziare uno studio sperimentale per curare l'Alzheimer. Richard Webber, da poco tornato capo, si dimostra fin da subito interessato alle cure sperimentali condotte dai due chirurghi e dopo gli strani sintomi della moglie, prega Derek di inserirla nella sua ricerca.
Mossa a compassione, Meredith decide di scambiare l'anamnesi di una paziente con quella di Adele concedendo a quest'ultima la possibilità di ricevere il farmaco. L'altruistica decisione della protagonista, tuttavia, scatena l'ira di Derek che a causa del gesto sconsiderato della moglie perde la sovvenzione per la ricerca.
L'incidente stradale di Callie e Arizona e la nascita di Sofia
Gran parte della trama della settima stagione di Grey's Anatomy ruota intorno alla coppia formata da Callie e Arizona. Le due dottoresse, dopo essersi riappacificate, decidono di iniziare una convivenza esclusiva. Poco tempo dopo, tuttavia, la Robbins vince un prestigioso premio che la obbliga a trasferirsi in Africa.
Seppur riluttante, Callie decide di seguirla, ma Arizona - notando il suo malessere - pone fine alla relazione a pochi minuti dalla partenza. Sconsolata la Torres si getta tra le braccia dell'amico Mark (anche lui tornato single dopo una breve riconciliazione con Lexie). Il fugace rapporto tra i due, tuttavia, sfocia in una gravidanza del tutto inaspettata. Al suo ritorno Arizona, che ha deciso di trasferirsi nuovamente a Seattle, scopre la verità ma decide comunque di rimanere al fianco della donna amata. Nonostante l'impegno, il rapporto con Mark e la sua ingombrante presenza spingono la Robbins a proporre a Callie di sposarla. Proprio durante la dolcissima dichiarazione, le due donne sono vittime di un incidente stradale che riduce il chirurgo ortopedico in gravissime condizioni.
Lo stato di salute obbliga quindi i colleghi ad indurre il parto e Sofia nasce prematura. Dopo una lunga convalescenza, Callie e la bambina vengono dimesse e le due donne coronano il loro sogno d'amore.
Cristina Yang rivela a Owen Hunt di essere incinta
Infine, la settima stagione di Grey's Anatomy si concentra sul personaggio di Cristina Yang. La dottoressa, estremamente traumatizzata dalla sparatoria, decide di rinunciare temporaneamente alla sua carriera. Tornata a lavoro dopo un breve periodo come barista nel locale di Joe, Cristina compete con i colleghi per aggiudicarsi l'ambito titolo di specializzando capo. Proprio nel finale, tuttavia, la vita della Yang viene stravolta da un'inaspettata notizia.
La specializzanda, dopo aver scoperto di essere incinta, comunica ad Owen il suo desiderio di abortire. Una decisione che sembra non ammettere repliche e che mette in profonda crisi la coppia.Teddy, nel frattempo, incontra un uomo bisognoso di un'assicurazione medica. Il matrimonio, celebrato per offrire ad Henry le necessarie cure, tuttavia si evolve immediatamente in un vero e proprio rapporto quando il cardiochirurgo realizza di amare il suo compagno.
