Son esprit est un mystère, ses méthodes sont un miracle.
Atteint du syndrome d'Asperger ainsi que de celui du savant, le Dr Shaun Murphy rejoint un prestigieux hôpital. Livré à lui-même, il éprouve des difficultés à socialiser. Mais en mettant son incroyable don au service de ses patients, ce jeune prodige divise le personnel médical. Saura-t-il être à la hauteur de sa mission ?
Dans le cadre d'un programme humanitaire, le personnel de l'hôpital prend en charge un enfant venu du Congo, qui souffre d'une malformation cardiaque. Le docteur Melendez a des doutes quant au protocole d'intervention choisi pour le soigner. Le docteur Shaun fait de son mieux pour que l'intervention se déroule au plus vite et dans les meilleures conditions.