De jonge autistische dokter Shaun Murphy verhuist van het platteland van Wyoming naar San Jose om daar in een prestigieus ziekenhuis zijn specialisatie tot chirurg af te ronden. Enkele nieuwe collega's zijn zeer sceptisch over zijn komst vanwege zijn autistische stoornis. Op weg naar het ziekenhuis stuit Murphy op een spoedgeval en krijgt hij de kans om zijn uitzonderlijk medisch inzicht te tonen.