La seconda stagione della serie televisiva Grey's Anatomy è stata trasmessa negli Stati Uniti dal 25 settembre 2005 al 15 maggio 2006 sul canale ABC. Con 19.840.000 telespettatori, è il quinto programma più seguito della stagione televisiva USA 2005-2006.In Italia la stagione è stata trasmessa in prima visione dal 20 febbraio al 31 luglio 2006 su Fox Life di Sky. In chiaro è andata in onda dal 19 gennaio all'11 maggio 2007 su Italia 1. Kate Walsh entra a far parte del cast regolare dopo la breve apparizione fatta con il suo personaggio, la dott.ssa Addison Forbes-Montgomery, nell'episodio finale della prima stagione. Sara Ramírez appare in otto episodi a partire dall'episodio 2x19 nel ruolo della dott.ssa Callie Torres; sarà tra i protagonisti fissi della serie a partire dalla terza stagione. Eric Dane appare in un episodio (il 2x18) nel ruolo del dott. Mark Sloan; sarà tra i personaggi fissi della serie a partire dalla terza stagione. Brooke Smith appare negli ultimi tre episodi della stagione nel ruolo della dott.ssa Erica Hahn; dopo altre apparizioni sporadiche nella terza stagione, sarà tra i protagonisti della quarta stagione.
La quinta stagione della serie televisiva Grey's Anatomy è stata trasmessa negli Stati Uniti dal 25 settembre 2008 al 14 maggio 2009 sul canale ABC. Con 14.520.000 telespettatori, è il dodicesimo programma più visto della stagione televisiva USA 2008-2009. In Italia la stagione è stata trasmessa in prima visione dal 26 gennaio al 13 luglio 2009 su Fox Life di Sky. In chiaro la prima parte della quinta stagione (episodi 1-8) è stata trasmessa dal 3 settembre al 24 settembre 2009 su Italia 1. La seconda parte (episodi 9-24) è andata in onda dal 12 novembre 2009 al 17 dicembre 2009 sullo stesso canale. Brooke Smith lascia la serie dopo il settimo episodio della stagione, perché non viene reputata all'altezza del suo ruolo all'interno della story-line. Questa è l'ultima stagione in cui è presente il personaggio di George O'Malley. L'attore che lo interpreta, T.R. Knight, lascia la serie al termine della stagione. Kevin McKidd entra nel cast fisso a partire dal quattordicesimo episodio della stagione nel ruolo del dott. Owen Hunt dopo essere stato ricorrente nei primi dodici episodi. Jessica Capshaw appare in undici episodi della stagione nel ruolo della dott.ssa Arizona Robbins; sarà tra i personaggi fissi a partire dalla sesta stagione. L'episodio 5x22 è il 100º episodio dell'intera serie.
