Doc berpusat pada Dr. Amy Larsen yang gigih dan brilian, Kepala Departemen Kedokteran Internal dan Keluarga di Rumah Sakit Westside di Minneapolis. Setelah cedera otak menghapus delapan tahun terakhir hidupnya, Amy harus menavigasi dunia yang asing baginya, di mana ia tidak memiliki ingatan tentang pasien yang pernah ia obati, kolega yang pernah berselisih dengannya, belahan jiwa yang ia ceraikan, pria yang kini ia cintai, dan tragedi yang membuatnya menjauhkan semua orang. Ia hanya bisa mengandalkan putri remajanya yang terasing, yang ia ingat sebagai anak berusia 9 tahun, dan segelintir teman yang setia, saat ia berjuang untuk terus mempraktikkan kedokteran, meskipun telah kehilangan hampir satu dekade pengetahuan dan pengalaman.