Shaun Murphy, un joven cirujano residente que padece autismo y síndrome de Savant, conocido también como el síndrome del sabio, una enfermedad que le causa problemas a la hora de relacionarse con los demás, pero que a su vez le ha permitido desarrollar unas habilidadades mentales prodigiosas, como es el caso de su extraordinaria memoria. A pesar de que Shaun ha tenido una infancia muy complicada, se ha convertido en un médico con mucho talento y ha sido reclutado por el doctor Aaron Glassman en la unidad de cirugía pediátrica del prestigioso San José St. Bonaventure Hospital.