La sua mente è un mistero, i suoi metodi sono un miracolo.
Le vicende di Shaun Murphy, un giovane chirurgo autistico con la Sindrome del savant, proveniente da una cittadina nel Wyoming, Casper, dove ha vissuto un'infanzia travagliata.
Lea organizza il ricevimento per il matrimonio con Shaun, ma i brutti ricordi la fanno sentire insicura. Andrews, Jordan, Lim e Asher se la devono vedere con Salen, una paziente che sembra volerli sabotare.
Shaun deve scegliere la torta per il suo matrimonio ma nel frattempo, insieme a Morgan e Park, si occupa di una detenuta incinta. La relazione con Mateo sembra condizionare le scelte lavorative di Lim.
Selen incontra degli ostacoli nei rapporti con i colleghi. Lea non vuole spedire la partecipazione di matrimonio alla madre di Shaun, poichè teme che i due possano litigare proprio il giorno delle nozze.
Al San Bonaventure arriva Holly, una giovane paziente. Selen è preoccupata per il suo futuro, ma Shaun, dopo averci parlato, riesce a capire quale sia la strada giusta da seguire per salvarle la vita.
Shaun non riesce a mettere in pratica i consigli che gli sono stati dati e con i suoi modi pragmatici e diretti spaventa i pazienti. Nel frattempo, Lim capisce che la sua relazione con Mateo è arrivata al capolinea.
Un bambino è in attesa di un trapianto ed il possibile donatore è un ragazzo che lotta tra la vita e la morte. Asher e Shaun stanno vicini al padre del ragazzo.
Shaun e Lea si imbattono in un terribile incidente stradale e scoprono una giovane madre incinta che è stata gravemente ferita e ha bisogno di cure mediche immediate. Il dottor Glassman è in apprensione quando una figura del suo passato gli chiede aiuto.
Shaun si sente deluso da Lea ed il loro rapporto è in crisi. Lea cerca un punto d'accordo ma lui è irremovibile. Viene affidato a Shaun il caso di un uomo che ha tentato il suicidio per un amore non corrisposto.
Nel tentativo di compiacere Salen, Andrews affronta un caso di alto profilo e incarica Shaun e Allen di aiutare a eseguire un intervento chirurgico rischioso per ripristinare la voce di una famosa pop star.
Salen prende misure estreme quando scopre che il personale chirurgico si è unito agli sforzi di Lim contro di lei. Il team cura un paziente sottoposto a trapianto di fegato il cui donatore di organi gli ha involontariamente dato il cancro.
Shaun e Lea decidono di annullare il matrimonio e "vivere il momento", ma Shaun non è soddisfatto della soluzione trovata. Grazie all'aiuto di una piccola paziente, riesce a comunicare a Lea il suo disagio.
Shaun è preoccupato perché lui e Lea non vivono momenti d'intimità da alcuni giorni. Jordan e Glassman cercano di rassicurarlo, ma Shaun è molto infastidito dalla situazione.
Con la sua empatia, Shaun prova a sanare il conflitto tra Trent, un ragazzo appassionato di bio-hacking e sua madre. Inoltre, dopo aver stilato delle regole, accetta la presenza di Jordan in casa.
Asher prepara uno sformato da condividere con i colleghi, ma ci mette dei funghi allucinogeni per sbaglio. L'intero staff cade in preda delle allucinazioni tranne coloro che non sono stati coinvolti.
Shaun ha in cura Joan, una paziente che vive in un polmone d'acciaio. Sophie, con l'aiuto di Shaun e Lea, vuole convincerla a sottoporsi ad un intervento chirurgico che le potrebbe salvare la vita.
Shaun e Lea decidono di farsi filmare da Sophie. Alla fine delle riprese ci sarà una bella sorpresa per i novelli sposi: la loro vecchia amica e collega Claire si esibirà sul palco per loro cantando una canzone.
Quando Lea e Shaun decidono di sposarsi al Municipio senza nessun invitato, Glassman e Jordan organizzano una giornata memorabile per i due innamorati.
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