Meredith Grey est la fille du chirurgien de renommée mondiale Ellis Grey, et a grandi dans son ombre. Ellis était une mère profondément imparfaite, émotionnellement et verbalement abusive et négligente. Meredith est décrite comme une personne « sombre et tordue », endommagée, qui voit le monde en différentes nuances de gris. Pour cette raison, elle est une personne émotionnellement complexe. Elle est capable d’éprouver de l’empathie pour les autres lorsqu’ils sont au plus bas et elle est une observatrice sensible des gens qui l’entourent. Meredith est diplômée du Dartmouth College. Pendant ses études, des conflits avec sa mère l’amènent à remettre en question sa décision de faire des études de médecine. Cette indécision l’amène à prévoir de dormir et de faire la fête en Europe une fois qu’elle aura obtenu son diplôme. Cependant, après un mois à l’étranger, Meredith est rappelée pour s’occuper de sa mère, qui a développé une maladie d’Alzheimer précoce. Cette nouvelle motive la décision de Meredith d’obtenir son diplôme de médecine
La nuit précédant le début de son stage, Meredith a une aventure d’une nuit avec Derek Shepherd (Patrick Dempsey), un inconnu rencontré au Joe’s Bar. Le lendemain, elle découvre qu’il est un titulaire récemment embauché, le nouveau chef du service de neurochirurgie de son nouveau lieu de travail, le Seattle Grace Hospital. Meredith est assignée à travailler sous la direction de la résidente Miranda Bailey (Chandra Wilson), et se lie d’amitié avec ses collègues internes, Cristina Yang (Sandra Oh), Izzie Stevens (Katherine Heigl), Alex Karev (Justin Chambers) et George O’Malley (T.R. Knight) .
Elle est particulièrement proche de Cristina Yang, qui devient sa meilleure amie et sa « personne ». Bien qu’elle ait d’abord une piètre opinion de lui, Alex Karev devient également la « personne » de Meredith et tous deux entretiennent une relation familiale semblable à celle d’une fratrie. Meredith a une relation conflictuelle avec Richard Webber (James Pickens Jr.), le chef du service de chirurgie du Seattle Grace. Richard était très proche d’Ellis et a même eu une liaison lorsque Meredith était enfant. En raison de sa relation avec la mère de Meredith, il a tendance à la sauver, à l’encadrer et à faire des exceptions pour elle. Meredith a l’habitude de « collectionner les égarés », et permet à ses amis et collègues de vivre dans la maison que sa mère lui a laissée. Ces amis deviennent sa pseudo-famille. Meredith est d’une loyauté infinie envers ceux qu’elle considère comme sa famille, et fera une entorse aux règles traditionnelles de la moralité pour les garder en sécurité.
Ayant grandi dans un hôpital, Meredith montre un immense talent naturel. Elle possède une aisance inébranlable et calme pendant les procédures médicales et les urgences, et est une observatrice naturelle des gens. Elle a le don de saisir les indices subtils et de déterminer avec précision les diagnostics difficiles à saisir. Son attitude placide, sans jugement, amène souvent les gens à s’ouvrir et à lui faire confiance. Ses compétences chirurgicales sont solidement impressionnantes et elle fait preuve de talent et de patience pour les essais de recherche médicale et le traitement des patients psychologiquement endommagés.
Meredith résiste aux avances de Derek tout au long de son internat, mais finit par être charmée en entamant une relation avec lui malgré ses réticences à l’idée qu’une interne sorte avec un titulaire. Elle est donc choquée par l’arrivée d’Addison Montgomery (Kate Walsh), la femme de Derek, ignorant qu’il était marié. Derek a du mal à choisir entre les deux, mais revient finalement à Addison, bien que Meredith la supplie d’être choisie à sa place.
Meredith est dévastée et se tourne vers de multiples moyens autodestructeurs pour faire face à la situation. Au départ, elle tombe sur de vieilles habitudes d’automédication avec de la tequila et du sexe, et adopte un chien, nommé Doc. Elle tente également de résoudre certains problèmes en recherchant son père, Thatcher, absent depuis longtemps. Elle apprend que son père, qui est parti quand elle avait cinq ans et qu’elle n’a pas revu depuis, s’est remarié et a eu deux autres filles. Les deux ne deviennent pas proches, mais Grey se prend d’affection pour sa belle-mère.
Meredith s’enfonce davantage dans la spirale lorsque Ellis est admise à l’hôpital, révélant le diagnostic d’Alzheimer précoce d’Ellis et ses tendances à la violence verbale. Le comportement autodestructeur de Meredith atteint son point le plus dangereux lorsqu’elle sauve un patient avec une bombe dans la poitrine en insérant impulsivement sa main pour la tenir jusqu’à ce que les démineurs puissent la retirer. Meredith a une série d’aventures d’un soir, dont une avec George, qui est amoureux d’elle depuis longtemps. Lorsqu’elle pleure au milieu de leur rencontre, leur amitié prend fin temporairement. Meredith jure de ne plus se comporter ainsi, accepte de n’être amie qu’avec Shepherd et s’engage dans une relation avec le vétérinaire Finn Dandridge (Chris O’Donnell).
Derek regrette sa décision de retourner auprès de sa femme, et Meredith doit décider si elle doit poursuivre une relation avec Finn, ou laisser une seconde chance à Derek.
Lorsqu’Ellis fait l’expérience d’une rare journée totalement lucide, et exprime son immense déception face à l’ordinaire de Meredith, elle devient dépressive et peut-être suicidaire. Lors d’un accident de ferry-boat, Meredith est projetée dans l’eau et choisit d’abandonner et de se noyer, plutôt que de se battre et de nager. Elle fait un arrêt cardiaque à l’hôpital et se réveille dans une « vie après la mort », où elle interagit avec d’anciennes connaissances décédées. Ellis meurt entre-temps, et Meredith rencontre sa mère, qui lui dit qu’elle est tout sauf ordinaire. Elle subit une nouvelle réanimation sur l’insistance de Cristina. Derek prend ses distances avec Meredith en raison de son insouciance, ce qui l’incite à suivre une thérapie pour résoudre ses problèmes. Meredith consulte un thérapeute, le Dr Wyatt (Amy Madigan), pour trouver le bonheur et commence à s’attaquer avec succès à ses problèmes. Meredith trouve les journaux intimes de sa mère, ce qui fait remonter à la surface de vieux souvenirs et secrets. Pendant ce temps, Meredith manque de rater son examen d’interne après qu’un Thatcher ivre ait publiquement blâmé Meredith pour la mort de sa femme, Susan, une Grey désemparée passe tout son examen sans écrire une seule réponse. Le Dr Webber lui donne une seconde chance de passer l’examen, la sauvant ainsi de la destruction de sa carrière.
Après que Meredith a été promue résidente, sa jeune demi-sœur Lexie Grey (Chyler Leigh) commence à travailler au Seattle Grace en tant qu’interne. Meredith rejette d’abord les tentatives de Lexie pour nouer une relation, mais s’adoucit lentement à son égard. Les deux sœurs sont des personnes très différentes qui ont eu des enfances différentes. Lexie a eu une vie de famille plus idéaliste et a souvent du mal à comprendre sa sœur beaucoup plus sombre, qui n’a pas les mêmes associations positives avec la famille que Lexie.
Elle lance ensuite un essai clinique neurochirurgical, en enrôlant Derek comme neurochirurgien consultant. L’essai échoue à plusieurs reprises, mais le dernier patient qu’ils traitent survit, ce qui les amène à se réunir et à emménager ensemble. Leur relation est plus saine qu’avant, mais elle connaît encore des accrocs alors que les deux hommes tentent de se comprendre et de naviguer dans ce qu’ils considèrent désormais comme une relation permanente et à long terme. Meredith compte beaucoup sur Cristina pour son soutien émotionnel et ses conseils. Finalement, Derek et Meredith décident de se marier, mais le jour de leur mariage, le couple donne leur cérémonie de mariage « parfaite » à Izzie et Alex, pour se marier l’un l’autre pendant la cérémonie prévue à la place.
Meredith et Derek se marient en écrivant leurs vœux de mariage sur un post-it. Meredith passe la majorité d’une saison hors service après avoir fait don d’une partie de son foie à Thatcher.
Meredith vit un autre immense traumatisme après que l’hôpital soit mis sous confinement par un tireur de masse actif qui cherche à se venger de Derek. Meredith offre sa propre vie en échange de la sienne et fait une fausse couche pendant la crise. Elle vit cette expérience traumatisante avec Cristina, qui opère Derek sous la menace d’une arme. Meredith cache sa perte et le psychiatre chargé des traumatismes refuse d’autoriser ni Cristina ni Meredith à reprendre l’opération. Meredith parvient à surmonter ses problèmes et à obtenir une autorisation, mais Cristina reste profondément traumatisée. Meredith couvre et soutient son amie dans sa période sombre, mais est finalement incapable de l’aider pleinement à retourner en chirurgie.
Meredith décide d’essayer activement de tomber enceinte, mais apprend qu’elle a un « utérus hostile », ce qui l’amène à considérer ses autres possibles défauts génétiques. Derek, qui s’inquiète constamment de la possibilité qu’elle développe la maladie d’Alzheimer, lance un essai clinique dans l’espoir de guérir la maladie. Meredith choisit de travailler sur l’essai et semble pencher vers une spécialité neuro.
Lorsque la femme de Webber, Adele, est diagnostiquée avec Alzheimer, elle reçoit une place dans l’essai. Meredith trafique les médicaments pour qu’Adele ne reçoive pas le placebo. Elle et Derek décident d’adopter Zola, un bébé orphelin du Malawi, et de rendre leur mariage légal. Mais lorsque la vérité sur la manipulation des médicaments est révélée, Derek, furieux, lui dit qu’il ne peut pas élever un enfant avec elle à cause de son ambiguïté morale. Meredith est renvoyée et tente de dissimuler ce fait et sa séparation conjugale au conseiller en adoption afin de garder Zola. Bien que le Dr Webber démissionne de son poste de chef du service de chirurgie et assume la responsabilité de la falsification du procès pour protéger Meredith, Zola lui est enlevée. Elle et Derek se réconcilient. Meredith choisit une spécialité de chirurgie générale plutôt que la neuro, et ils se battent avec succès pour récupérer Zola.
Alors que sa dernière année de résidence touche à sa fin, les résidents parcourent le pays, à la recherche des meilleurs emplois dans leurs spécialités. Afin de terminer leur résidence, les résidents doivent passer les examens de médecine. Meredith passe l’examen alors qu’elle est malade de la grippe. Elle décide d’accepter une offre d’emploi au Brigham and Women’s Hospital comme prochaine étape de sa carrière. Lors d’un vol médical pour une prestigieuse opération sur des jumeaux conjoints, Meredith, Derek, Cristina et Lexie, entre autres, sont impliqués dans un accident d’avion. L’accident d’avion tue Lexie, et les survivants sont piégés dans la nature pendant des jours en attendant de l’aide. Après leur sauvetage, Meredith devient chirurgien généraliste au Seattle Grace, devenu Seattle Grace-Mercy West. Alors que Cristina fuit Seattle pour son stage, Meredith, qui a peur de l’avion et du changement, décline son offre d’emploi et s’accroche à ce qui reste à Seattle. Cristina et Meredith commencent à appeler l’hôpital « Seattle Grace Mercy Death » à la lumière de l’immense quantité de traumatismes, de morts et de douleurs qu’elles y ont vécus.
L’attitude nouvelle et le sarcasme de Meredith lui valent d’être surnommée « Medusa » par la nouvelle fournée d’internes de l’hôpital. À la suite de l’accident d’avion, l’hôpital est poursuivi en justice et finalement reconnu coupable de négligence. Chaque victime, y compris Derek, Cristina, Arizona Robbins (Jessica Capshaw) et elle-même, doit recevoir 15 millions de dollars de compensation, ce qui conduit l’hôpital au bord de la faillite, car la compagnie d’assurance refuse de payer en raison d’une faille. Les médecins ainsi que Callie Torres (Sara Ramirez) rachètent l’hôpital avec l’aide de la fondation Harper Avery pour éviter sa fermeture et deviennent les nouveaux membres du conseil d’administration. En mémoire de Mark Sloan et Lexie Grey, Jackson Avery et le conseil d’administration rebaptisent l’hôpital « Grey Sloan Memorial Hospital ».
Meredith demande au docteur Bailey de réaliser une cartographie génétique sur elle pour enfin savoir si elle a les gènes de la maladie d’Alzheimer comme sa mère. Elle est testée positive pour plus d’un des marqueurs génétiques de la maladie.
Meredith déménage dans la maison de rêve achevée et vend sa maison à Alex, qui l’achète comme le seul véritable foyer qu’il ait jamais connu. Il perpétue la tradition de Meredith en gardant la maison ouverte à tous les « errants » qui ont besoin d’un foyer. Meredith découvre qu’elle est enceinte et donne naissance à un fils. Le bébé a une présentation faciale et est donc accouché par césarienne en urgence. Pendant qu’il recoud Meredith, l’obstétricien qui l’a opérée est appelé pour un autre patient et l’interne Shane Ross termine la suture. Lorsque du sang commence à apparaître de partout, Meredith se diagnostique une CIVD. Le Dr Bailey procède à une ablation de la rate, ce qui lui sauve la vie. En retour, Derek et Meredith nomment leur fils Bailey.
En tant qu’épouse, chirurgienne et mère, Meredith a cité à plusieurs reprises qu’elle ne voulait ressembler à aucun de ses parents : son père avait suivi sa mère de manière pathétique avant de partir pour être heureux, tandis que sa mère valorisait sa carrière au détriment de sa famille. Meredith est souvent en conflit en essayant de trouver un équilibre entre les deux, et craint que sa famille ne fasse obstacle à ses aspirations médicales, tout comme elle craint de devenir comme sa mère chaque fois qu’elle est tentée de choisir la chirurgie plutôt que la famille. Meredith et Cristina se brouillent énormément lorsque Cristina confirme les craintes de Meredith en déclarant que les compétences de Meredith ont pris du retard sur celles de Cristina en raison de ses obligations familiales qui l’éloignent du temps de bloc opératoire.
Meredith et Derek parviennent à un accord selon lequel lui, déjà établi dans sa carrière et sa réputation, prendrait du recul pour s’occuper des enfants et lui permettrait de briller. Meredith tente de regagner du terrain en lançant un essai de recherche prometteur : l’impression 3D de veines portales. Le conflit entre Cristina et Meredith s’aggrave lorsque Cristina réquisitionne les ressources de Meredith pour son propre procès, ce qui lui vaut une nomination au prix Harper Avery. Cristina et Meredith réparent leur relation lorsque Meredith avoue que Cristina avait raison, ses compétences ont surpassé celles de Meredith. Cristina s’installe en Suisse, acceptant une offre d’emploi de Preston Burke (Isaiah Washington), son ancien titulaire, mentor et fiancé, qui cherchait un remplaçant dans un hôpital de recherche qu’il dirigeait, laissant ainsi à Alex la charge d’être la « personne » de Meredith à sa place, un honneur qu’il accepte volontiers.
Alors que Meredith s’adapte à la vie sans Cristina, elle découvre qu’elle a une demi-sœur maternelle nommée Maggie Pierce (Kelly McCreary), qui travaille désormais au Grey Sloan Memorial en tant que nouveau chef de la chirurgie cardiothoracique. Meredith est dans le déni et rejette Maggie, pensant qu’elle se serait souvenue que sa mère était enceinte. Meredith essaie de reconstituer sa relation avec sa mère et sa demi-sœur en regardant de vieilles vidéos de sa mère. Elle finit par retrouver ses souvenirs refoulés de la grossesse lorsqu’elle consulte le journal intime de sa mère. Avec le soutien de Richard Webber (le père biologique de Maggie), Meredith change d’avis et choisit d’accepter Maggie et de commencer à construire une relation.
Pendant ce temps, le mariage de Meredith et Derek devient tendu lorsque Derek accepte une offre du président américain de participer à l’initiative de cartographie du cerveau. Il reçoit une offre pour diriger le projet lui-même à Washington D.C., ce qui signifie qu’il devrait y être basé en permanence. Meredith s’y oppose car elle ne veut pas déraciner leur jeune famille pour déménager à l’autre bout du pays pour sa carrière, au détriment de la sienne. Ils entament une série de disputes et de « guerres froides » au sujet de leurs carrières. Meredith finit par encourager Derek à aller à Washington, ce que Derek quitte aussitôt. Meredith s’appuie alors sur ses amis pour obtenir du soutien alors qu’elle commence à vivre sa vie de parent isolé tout en maintenant une série d’opérations chirurgicales réussies sans perte de patients. Lors d’un appel téléphonique avec Derek, Meredith et Derek acceptent d’arranger les choses après qu’elle lui ait dit qu’elle ne voulait pas qu’ils deviennent « un de ces couples » et qu’il lui rende la pareille en disant qu’elle lui manque. Elle avoue en privé à Alex qu’elle a réalisé qu’elle pouvait vivre indépendamment de Derek, mais choisit de ne pas le faire.
Alors que Meredith et Derek commencent à raviver leur relation, Derek est soudainement tué dans un accident de voiture alors qu’il se rendait à l’aéroport pour prendre un vol pour une dernière réunion à DC. Il a été emmené dans un hôpital en sous-effectif, qui l’a accueilli à contrecœur bien qu’il ne soit pas un centre de traumatologie. Les médecins n’ont pas reconnu sa blessure à la tête à temps. Derek est déclaré en état de mort cérébrale, et Meredith doit se rendre au centre médical pour consentir à le débrancher. Elle dit à Penny, l’interne qui était assignée à Derek, que chaque médecin a « ce » patient qui meurt sous leur surveillance et qui les hante à jamais et « celui-là vous fera travailler plus dur, et ils vous rendront meilleur. »
Après la mort de Derek, Meredith retourne au Grey Sloan Memorial pour informer les autres de son décès. Après le service funèbre, Meredith remballe impulsivement ses affaires et part avec les enfants dans un endroit tenu secret. Des mois s’écoulent alors que ses amis et sa famille ne savent pas où elle se trouve. Finalement, des parallèles montrent des similitudes dans la vie de Meredith et d’Ellis : Toutes deux ont perdu l’amour de leur vie, toutes deux ont fui Seattle à la suite de cette perte et toutes deux ont finalement donné naissance à une fille. Meredith appelle sa fille Ellis, comme sa mère. Ayant inscrit Alex comme contact d’urgence, il la retrouve à l’hôpital après l’accouchement d’Ellis. Avec le soutien d’Alex, Meredith retourne à Seattle avec les enfants et est ensuite nommée chef du service de chirurgie générale par Bailey. Elle vend la « maison de rêve » et retourne dans la maison de sa mère, qu’elle a rachetée à Alex, et y vit désormais avec Maggie et Amelia Shepherd, sa belle-sœur. Les trois sont poussées à apprendre à communiquer plus efficacement, à se soutenir mutuellement et à vivre fonctionnellement comme des sœurs.
Après s’être réinstallée dans la vie à Seattle, Meredith organise un dîner et à la fête, Callie amène sa nouvelle petite amie, qui se révèle être Penny, l’interne qui a travaillé sur Derek à l’hôpital la nuit de sa mort. Plus tard, lors de la soirée, Meredith apprend que Penny va la rejoindre au Grey Sloan Memorial. Meredith est obligée de travailler avec Penny et, au fil du temps, décide de la former efficacement pour en faire un meilleur chirurgien. Meredith finit par pardonner à Penny, qui devient sa résidente préférée. Alex et Meredith poursuivent leur relation étroite, semblable à celle d’un frère ou d’une sœur, en étant la « personne » de l’autre, malgré le mécontentement de Jo et son incapacité à comprendre leur proximité. Il la soutient lorsqu’elle est violemment attaquée par un patient désorienté, et elle le soutient dans ses difficultés juridiques. Alex initie un petit-déjeuner familial hebdomadaire à base de gaufres le dimanche, où il prépare des gaufres pour tout le monde dans la maison.
Meredith se remet suffisamment pour commencer à voir Nathan Riggs (Martin Henderson), l’ancien meilleur ami d’Owen Hunt, dès la saison 13, bien que leur relation soit compliquée par le fait que Maggie avoue à Meredith qu’elle a des sentiments pour Riggs. De plus, Meredith n’est pas prête à déclarer leur relation officiellement ou publiquement pendant plusieurs épisodes. Finalement, elle accepte sa relation avec Riggs, mais celle-ci est compliquée par le retour inattendu de la sœur d’Owen, Megan Hunt, la fiancée de Riggs. Meredith se retrouve dans un autre triangle amoureux lorsque Megan rejette Riggs parce qu’il est toujours amoureux de Meredith, mais Meredith les pousse à être ensemble. Après la fin de sa relation avec Riggs, Meredith est nominée pour un Harper Avery Award pour son opération révolutionnaire de transplantation abdominale sur Megan. Dans le 300e épisode, après avoir manqué la cérémonie de remise des prix pour rester pour un traumatisme médical, après l’opération, Meredith apprend avec tous ses amis les plus proches dans la salle d’opération et la galerie qu’elle a gagné le Harper Avery Award. Après sa victoire, Meredith se lance dans son travail et est choisie pour poursuivre son projet par le concours de recherche de l’hôpital. Cependant, lorsqu’elle a du mal à obtenir l’accès à un polymère breveté en Europe, elle est entraînée dans le passé de sa mère, car c’est l’ancienne meilleure amie d’Ellis, Marie, qui ne veut pas aider Meredith. Finalement, Meredith découvre toute la vérité sur la brouille entre Marie et Ellis et parvient à réparer une partie des dégâts.
Pendant le mariage de Jo et Alex, Meredith est embrassée par un Andrew DeLuca (Giacomo Gianniotti) ivre, et les deux l’effacent. Cependant, alors que Meredith recommence à sortir avec l’aide de sa patiente marieuse, CeCe, elle est poursuivie par Andrew, qui a réalisé ses sentiments pour elle. Meredith est également intéressée par Atticus Lincoln (Chris Carmack), un nouveau chirurgien orthopédique, et se retrouve brièvement dans un triangle amoureux. Au cours de son dilemme romantique, son père Thatcher, dont elle est séparée, décède, mais ils parviennent à faire la paix avant sa mort. Finalement, Meredith choisit Andrew, et les deux commencent une relation. Meredith bat le record de l’hôpital pour la chirurgie la plus longue et commence des recherches sur un appareil de diagnostic ingérable. Alors qu’elle soigne Gabby Rivera, une jeune fille atteinte d’un cancer dont la famille a été séparée à la frontière, Meredith commet une fraude à l’assurance pour aider le père de Gabby à payer l’opération. Lorsque l’hôpital commence à enquêter sur l’affaire, Andrew prend le blâme afin que Meredith ne soit pas envoyée en prison et séparée de ses enfants. Meredith rend visite à Andrew en prison, lui disant qu’elle l’aime et qu’elle le fera sortir.
Dans la saison 16, Meredith se rend et est condamnée à des travaux d’intérêt général, tandis que sa licence médicale, bien que non révoquée, est mise en danger. Elle manque une date d’audience et néglige d’effectuer certaines des heures, ce qui entraîne un séjour temporaire en prison. Après une audience, Meredith peut conserver sa licence et est réengagée chez Grey-Sloan. Le premier jour de son retour, elle rencontre Cormac Hayes (Richard Flood), le nouveau chef du service de pédiatrie, dont elle apprendra plus tard qu’il lui a été envoyé par Cristina. Hayes et Meredith se rapprochent et se lient autour de la perte de leur conjoint. Andrew commence à montrer des signes de manie, peut-être provoqués par un trouble bipolaire, et rompt avec Meredith lorsqu’elle exprime son inquiétude.
Dans la saison 17, Meredith est stressée tout en faisant face à la pandémie de COVID. Meredith finit par contracter le COVID-19, et tandis qu’elle se bat pour sa vie, elle entre et sort de sa conscience. Au cours de ses rêves fiévreux, qui se déroulent sur une plage, elle rencontre plusieurs êtres chers dans l’au-delà, notamment Derek, George et Andrew.
La saison 17 de la saison 17 de Meredith est une saison de stress.