La serie è ambientata per la maggior parte del tempo all'interno del Seattle Grace Hospital. Nella sesta stagione avviene la fusione con il Mercy West, cosa che dà origine al Seattle Grace Mercy West Hospital (abbreviato "SGMWH"). Nella nona stagione il nome viene ulteriormente cambiato in Grey Sloan Memorial Hospital in onore di Lexie Grey e Mark Sloan, due medici dell'ospedale deceduti nell'incidente aereo dell'ottava stagione. L'ospedale è teatro di numerosi eventi: dai casi clinici particolari, come quello di un uomo che possiede una bomba nel torace, a vere e proprie sparatorie, come quella avvenuta negli episodi "Santuario" e "Vivere o morire".