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 ?
La cérémonie de mariage tant attendue de Shaun et Lea est interrompue par une violente attaque à l'hôpital et toute l'équipe est mobilisée pour venir en aide aux victimes. En parallèle, le traumatisme de voir des personnes auxquelles il tient être dans des situations critiques affecte Shaun de bien des façons.