Richard si prende la colpa per coprire Meredith, così Owen diventa il nuovo capo e Meredith torna al lavoro. Cristina, nonostante il parere contrario di Owen, sceglie di abortire, così Owen decide di lasciarla. L'assistente sociale capisce che Meredith e Derek hanno dei problemi coniugali, così toglie loro l'affido della bambina, che verrà loro riconcessa a titolo definitivo successivamente. Per non creare ulteriori problemi coniugali, Meredith decide di lasciare la sua specializzazione in neurochirurgia e decide di intraprendere quella in chirurgia generale. La Bailey incontra nuovamente Ben, capisce così di amarlo ancora e lascia l'infermiere Eli. Richard, dopo il problema con la FDA, lascia la sua sperimentazione alla Bailey, a cui si aggiunge poi Meredith. Henry muore, lasciando Teddy sconvolta. Mark, dopo aver lasciato Lexie, inizia una nuova storia con Julia; lei sarebbe pronta ad avere una famiglia con lui, ma lui, nell'episodio finale, confessa a Derek di volere una famiglia con Lexie, perché è lei che ama. Nell'epilogo, Owen confessa a Cristina di averla tradita. Lexie dichiara i propri sentimenti a Mark. Successivamente Alex, Meredith, Cristina, Jackson e April affrontano gli esami e tutti li superano, tranne April, che successivamente viene licenziata. Alla fine Meredith, Derek, Cristina, Mark, Arizona e Lexie, trovandosi a bordo dello stesso aereo, hanno un incidente; tutti i chirurghi presenti sull'aereo sopravvivono eccetto Lexie e Mark, il quale morirà solo qualche giorno dopo in ospedale. Gli altri, più o meno feriti, si addormentano nella speranza di essere soccorsi ma rischiando l'assideramento.