Meredith, Cristina e la Bailey aiutano Lexie e Sadie quando un intervento diventa molto pericoloso. Owen e Derek si occupano di un sonnambulo feritosi mentre camminava nel sonno.
La fidanzata del vigile del fuoco Rob Deamer chiede a Lilly di aiutarla a dimostrare che Albert Miller, un pregiudicato a cui sta per essere concessa la condizionale per un altro crimine, è responsabile dell'omicidio dell'ex moglie di Rob.
Cal e Gillian indagano sul caso di una ragazza di undici anni scomparsa da due mesi. Eli e Torres devono capire se il libro di una famosa attivista narra fatti realmente accaduti, ma l’attrazione provata da Loker per questa donna socialmente consapevole potrebbe annebbiarne la capacità di giudizio.
La squadra ricava degli indizi da una storia di fantasmi locale. JJ torna nella sua città natale.
Quando la paziente di Addison e dei tre bambini che porta in grembo come madre surrogata rischiano la vita, la nuova ragazza di Sam, Vanessa, e Addison hanno pareri totalmente diversi su come gestire la situazione. Cooper chiede l'aiuto di Sheldon con una giovane paziente, ma le loro discussioni personali su Charlotte interferiscono. Naomi non sa se scegliere William o il sorprendente fascino del dottor Fife.
