La Bailey collabora con il nuovo chirurgo pediatrico del Seattle Grace, la dottoressa Arizona Robbins, per salvare la vita di un giovane paziente.
La madre di Derek, Carolyn, arriva a sorpresa a Seattle e incontra Meredith per la prima volta. Mark, intanto, cerca di nasconderle la sua relazione con Lexie.
Addison, Naomi e Sam fanno ricoverare d'urgenza Archer al Seattle Grace, affinché i loro vecchi amici Derek e Mark gli salvino la vita.
Ora che Derek ha un anello di fidanzamento, cerca il modo perfetto per chiedere a Meredith di sposarlo. Lexie chiede a Mark di rendere pubblica la loro relazione.
La Bailey è sempre più preoccupata, poiché le condizioni del suo paziente continuano a peggiorare.