2ª Temporada: 2005-2006 
El final anticipado de la primera temporada fue una decisión estratégica: Anatomía de Grey debía terminar al mismo tiempo que “Amas de casa desesperadas”.

Entonces, los productores decidieron que el final sería en el episodio 9 y guardaron los capítulos restantes (5) como los primeros episodios de la segunda temporada. Generalmente las series americanas contienen 22 episodios; en este caso, la temporada se abasteció de los tradicionales más los capítulos restantes de la primera serie con lo que se constituyó de 27 capítulos.

El capitulo "Bring the Pain," fue nombrado en el blog de la guionista Shonda Rhimes como el final original que se tenía para la primer temporada.

La segunda temporada comenzó a ser transmitida el 25 de Septiembre de 2005 y terminó el 14 de Mayo de 2006, con un final de 3 horas de duración, en dos días de transmisión. En este ciclo el punto neurálgico está en la relación entre Meredith y el Dr. Derek Shepherd, la que toma un rumbo abrupto cuando sale a la luz que Derek estaba casado con la cirujana Addison Montgomery-Shepherd.

Izzie Stevens y Alex Karev empiezan una relación más íntima que se termina por una infidelidad (Izzie lo descubre en la cama con una enfermera); de igual modo Cristina Yang y el Dr. Preston Burke, comienzan una relación amorosa. Como otros hechos destacados se señala el embarazo de la Dra. Miranda Bailey y la información sobre la familia de Meredith que va apareciendo poco a poco.