Teddy incinta di Owen, una volta scoperto che lui e Amelia sono tornati insieme e hanno costruito una nuova famiglia, decide di rifiutare il posto come capo ad interim del Grey-Sloan. L'offerta le era stata fatta dalla Bailey, che continua a cercare di eliminare il suo livello stress dalla vita fino a chiedere a Ben una pausa dal loro matrimonio; tuttavia i due si riconciliano in breve tempo in quanto lei si rende conto che i suoi già noti disturbi mentali la stavano influenzando a causa di un dosaggio sbagliato di medicine. La Altman non può ripartire subito come vorrebbe a causa di un problema medico, che coinvolge Maggie in quanto primario di cardiochirurgia, che scopre così della sua gravidanza ed è costretta a tenere il segreto con Amelia. Dopo aver rivelato la verità a Owen, Teddy torna a lavorare al Grey-Sloan prendendo il posto dell'uomo come capo di traumatologia, e inizia a frequentarsi con Thomas Koracick. La relazione prosegue per quasi tutta la stagione, fino a quando la Altman non si rende improvvisamente conto di amare ancora Owen. Quest'ultimo nel frattempo continua a occuparsi di Leo e Betty con Amelia, e anche dopo aver saputo della gravidanza di Teddy decide di restare con l'ex moglie. Tuttavia la loro serenità ha breve durata sia perché Owen si mostra spesso geloso di Teddy, sia perché ben presto scoprono che Betty ha sempre mentito loro sulla propria identità: la ragazza non ha nemmeno mai detto ai suoi genitori dove si trovi o di aver avuto un bambino, ed essendo minorenne questo potrebbe compromettere la custodia di Leo, cosa che fa infuriare Owen fino al punto di ferire Amelia, spingendola ad allontanarsi. Intanto Alex affronta una sfida lavorativa quando la Bailey lo nomina come Capo ad interim di chirurgia; inizialmente ha qualche difficoltà, ma con il tempo ci prende la mano e in qualche occasione supera anche in intelligenza il suo mentore. Quando la madre di Alex fa loro una visita improvvisa, i Karev si preoccupano che la donna possa star male ma in realtà è tutto nella norma e durante il suo soggiorno incoraggia la coppia a fare figli, cosa che spinge Jo a voler sapere di più sul proprio passato, così scopre che la sua madre biologica vive a Pittsburgh. Una volta giunta lì, Jo conosce la donna, che però le fa una rivelazione scioccante: Jo è stata concepita a seguito di uno stupro, e per quanto la madre biologica sentisse di amarla, scelse di abbandonarla perché era un ricordo troppo forte del trauma subito; questa notizia getta Jo in un grave stato depressivo e di isolamento da tutti, dal quale riesce a chiedere aiuto solo dopo essersi confidata con Meredith, che parla per lei con Alex. Jo decide quindi di farsi ricoverare in psichiatria, dopo essersi riconciliata con il marito.