Nach dem Tod von Dr. Jordan Kenley (John Sloman) ersetzt Chief Webber (James Pickens, Jr.) seinen Leiter der Kinderchirurgie durch Dr. Arizona Robbins, Absolvent der Johns Hopkins School of Medicine. Robbins hat ein romantisches Interesse an der orthopädischen 5-jährigen Callie Torres (Sara Ramirez) und küsst sie später. Die beiden beginnen eine Beziehung, aber als Torres‘ Vater Carlos (Héctor Elizondo) von der Beziehung erfährt, droht er, sie finanziell abzuschneiden, es sei denn, sie kehrt mit ihm nach Hause zurück., Als Torres ‚ Vater nach Seattle zurückkehrt und die Sexualität seiner Tochter weiterhin ablehnt, kann Robbins ihn überzeugen, es noch einmal zu überdenken. Sie erzählt Mr. Torres, dass ihr Vater ihre eigene Sexualität akzeptieren konnte, als sie ihm versprach, dass sie immer noch der „gute Mann in einem Sturm“ sei, zu dem er sie erzogen habe, und dass Torres immer noch dieselbe Person ist, die er erzogen hat. Torres ist bestürzt zu erfahren, dass Robbins keine Kinder will, und die beiden kommen zu dem Schluss, dass sie ihre Beziehung nicht fortsetzen können, da sie beide verschiedene Dinge wollen., Nachdem jedoch ein Schütze Seattle Grace mit einer Vendetta für Derek Shepherd (Patrick Dempsey), Lexie Grey (Chyler Leigh) und Richard Webber (James Pickens, Jr.) betreten hat, sind sie zusammen eingesperrt und die beiden versöhnen sich.

Robbins erhält die Nachricht, dass sie ein Stipendium erhalten hat, um nach Malawi zu gehen und dort Ärztin zu werden. Am Ende wird gezeigt, dass Torres dies auch akzeptiert hat und beschlossen hat, mit Robbins zu gehen. Ein Kampf am Flughafen führt jedoch dazu, dass Robbins ohne Torres nach Malawi aufbricht und ihre Beziehung beendet., Sie kehrt zurück, in der Hoffnung, ihre Beziehung zu Torres wiederzubeleben, wird aber zunächst abgelehnt. Schließlich enthüllt Torres, dass sie mit Mark Sloan (Eric Dane)’s Baby schwanger ist. Robbins akzeptiert die Situation und sie und Torres starten ihre Beziehung neu. Torres beschenkt Robbins mit einem Wochenendausflug, und Robbins schlägt Torres vor. Nach dem Vorschlag geraten die beiden in einen Autounfall und verlassen Torres in kritischem Zustand. Es folgt eine Reihe von Operationen, einschließlich der Geburt ihres Frühgeborenen, zusammen mit emotionalen Zusammenbrüchen von Sloan und Robbins., Nach dem Erwachen von Torres akzeptiert sie ihren Heiratsantrag und die beiden werden von Miranda Bailey (Chandra Wilson) verheiratet. Da die Bewohner des fünften Jahres dem Ende ihrer Residenz nahe kommen, drängt Robbins Alex Karev (Justin Chambers), unter ihr zu arbeiten. Am Ende der Grey ‚ s Anatomy (Staffel 8) wird Robbins bei einem Flugzeugabsturz schwer verletzt, was dazu führt, dass ihr linkes Bein amputiert wird. Nach dem Flugzeugunglück, bei dem Sloan und Lexie Grey getötet wurden, wird das Krankenhaus verklagt und schließlich für Fahrlässigkeit haftbar gemacht., Jedes Opfer, einschließlich Shepherd, Meredith Grey (Ellen Pompeo), Cristina Yang (Sandra Oh) und Robbins selbst, muss eine Entschädigung in Höhe von 15 Millionen US-Dollar erhalten, was das Krankenhaus zu einem Beinahe-Bankrott führt, da sich die Versicherungsunternehmen weigern zu zahlen. Diese Ärzte und Callie kaufen das Krankenhaus mit Hilfe der Harper-Avery Foundation, um zu verhindern, dass es geschlossen wird, und werden jeweils Mitglieder des neuen Direktoriums. Robbins ist zunächst kalt in Richtung Callie, weil sie derjenige war, der für eine Amputation entschieden., Sie kämpft auch mit Problemen mit dem Körperbild, aber sie versöhnen sich langsam, als Robbins versucht, sich an ihr neues Leben anzupassen. Als Dr. Lauren Boswell (Hilarie Burton) im Krankenhaus ankommt, um das Gesicht eines Babys zu rekonstruieren und mit Robbins flirtet, ist sie geschmeichelt, dass ein Fremder sie immer noch attraktiv findet, obwohl sie von ihrer Verletzung weiß und die beiden einen One-Night-Stand haben.

Nachdem sie herausgefunden hat, dass Arizona sie mit Lauren betrogen hat, tritt Callie Arizona aus ihrer Wohnung. Sie lassen auch ihre wahren Gefühle über den Unfall aus und es wird mehr darüber enthüllt, wie sie sich tatsächlich gefühlt haben., Callie stimmt zunächst der Paartherapie zu, aber sie taucht im Büro auf, nur um Arizona mitzuteilen, dass sie nicht reingeht. Arizona betrinkt sich mit April zum Lachen, während Callie an einer Spendenaktion teilnimmt. Arizona wird dazu gebracht zu glauben, dass sie und Leah zusammen geschlafen haben, aber alles, was sie taten, war zu tanzen und gegrillte Käsesandwiches zu machen, nachdem sie Derek eine Operation im Film gesehen hatten. Arizona verfolgt eine sexuelle Beziehung mit Leah, aber schneidet Verbindungen mit ihr, als Callie sie bittet, nach Hause zu kommen. Es wird aufgedeckt, dass Arizona über einen Samenspender schwanger wurde, bevor er mit Lauren schlief, aber später eine Fehlgeburt hatte., Sie beschlossen, es noch einmal für ein zweites Kind zu versuchen, aber nachdem sie zugestimmt hatten, dass Callie es tragen würde, ging Callie zu einem OB/GYN und entdeckte, dass sie seit Sofias Geburt Adhäsionen in ihrer Gebärmutter entwickelt hatte, was bedeutet, dass sie keine Kinder mehr tragen kann. Als sie es Arizona erzählte, bot Arizona an, das Baby zu tragen, aber Callie entschied, dass sie es nicht schaffen werden und sie sie nicht in diese Position bringen will, da sie immer noch unsicher sind, wenn etwas schief geht. Sie stimmen zu, ihre Pläne für ein weiteres Baby zu verschieben., Im Saisonfinale der Saison 10 wird jedoch impliziert, dass Callie und Arizonas Traum, ein anderes Kind zu bekommen, durch einen Ersatz kommen kann. Zu Beginn der Saison 11 beschließen Callie und Arizona, ein Baby als Ersatz zu bekommen, und Arizona beantragt ein Stipendium für eine fetale Operation bei Dr. Herman. Arizona, mit einer schweren Arbeitsbelastung wegen der Gemeinschaft, und Callie haben einen Streit im Wartezimmer, und sie entscheiden sich, gemeinsam zur Therapie zu gehen, was zu einer 30-tägigen Pause führt., Arizona glaubt, dass die Pause ihre Beziehung gestärkt und machte ihr klar, dass sie Callie braucht – Callie auf der anderen Seite erklärt, dass die Pause ihr einen Vorgeschmack auf die Freiheit gab, die sie vermisst hat. Callie geht weg und die beiden lassen sich später scheiden.

Callie will Sofia nehmen und mit Penny nach New York ziehen, aber Arizona will nicht von ihrer Tochter getrennt werden, also heuert sie einen Anwalt an und sie gehen vor Gericht für einen Sorgerechtsstreit., Nach einem langen Fall gewinnt Arizona das alleinige Sorgerecht für Sofia, aber am Ende teilt sie Sofia mit Callie, weil sie denkt, dass „beide Mütter von Sofia es verdienen, glücklich zu sein“.

Callie wird gelegentlich von Arizona und Sofia nach ihrer Abreise aus der Show verwiesen. In der Saison 14 Sofia zieht mit Arizona zurück, weil sie sie vermisst, aber auch häufig vermisst Callie. Arizona startet ein Forschungsprojekt, um herauszufinden, warum die Muttersterblichkeit in den USA im Vergleich zu anderen Ländern so hoch ist., Am Ende der Saison 14 verlässt Arizona die Show, um nach New York zu ziehen, um mit Sofia und Callie zusammen zu sein und sich zu versöhnen.