Vários membros do elenco foram premiados no PRISM Awards em 2007: Katherine Heigl na categoria Estrela Feminina Favorita por interpretar Izzie Stevens, Patrick Dempsey por Estrela Masculina Favorita na TV no papel de Derek Shepherd, e Chandra Wilson na Estrela Favorita em Cena Roubada categoria por sua performance de Miranda Bailey. Mark Gordon, Shonda Rhimes, James D. Parriott, Betsy Beers, Peter Horton e Rob Corn foram nomeados no Producers Guild of America de 2007 por Produtor de Televisão do Ano em Drama Episódico para a produção da terceira temporada, depois de vencer o prêmio de 2006 na segunda temporada. No Satellite Awards de 2007, Ellen Pompeo ganhou o prêmio de Melhor Atriz em Série Dramática, enquanto T.R. Knight foi indicado para Melhor Ator Coadjuvante em Série, Minissérie ou Filme de TV e Chandra Wilson como Melhor Atriz Coadjuvante em Série, Minissérie ou Filme de TV. No 14.º Screen Actors Guild Awards, o elenco regular da série recebeu uma indicação para o Melhor Elenco em Série Dramática. Katherine Heigl e Patrick Dempsey foram nomeados no Teen Choice Awards de 2007. Também em 2007, o elenco feminino e a equipe de "Grey's Anatomy" receberam o Prêmio Women in Film Lucy, que homenageia aqueles cujo trabalho na televisão influenciou positivamente as atitudes em relação às mulheres.