W siódmym sezonie rezygnuje z posady szefa. Nowym, starym szefem zostaje Richard Webber. Derek skupia się na powrocie Cristiny do pracy, która w wyniku traumy nie może operować i odchodzi. Shepherd czuje, że musi pomóc Yang, gdyż zawdzięcza jej życie. Zabiera ją na ryby, gdzie udaje się jej złowić dużą sztukę, dzięki czemu odzyskuje spokój. Derek wciąż jednak przeżywa traumę związaną ze strzelaniną – wychodzi to na jaw, kiedy ma się zająć postrzelonymi pacjentami. Potem razem z Meredith zajmuje się badaniami klinicznymi nad chorobą Alzheimera. Kiedy do szpitala przywiezione zostają dzieci z Afryki, Grey i Shepherd postanawiają adoptować jedno z nich – dziewczynkę o imieniu Zola. Z tego powodu biorą formalny ślub w Urzędzie Stanu Cywilnego. W finale siódmego sezonu kłamstwa Meredith wychodzą na jaw, co skutkuje przerwaniem prób klinicznych. Derek jest wściekły i mówi, że musi wszystko przemyśleć. Gdy Grey dostaje zgodę na opiekę nad Zolą, Shepherd spędza noc na placu budowy ich nowego domu.
W sezonie 8. Derek i Meredith się schodzą. Podejmują decyzję, że muszą rozdzielić pracę od życia uczuciowego. W związku z tym Meredith zaczyna szukać sobie nowej specjalizacji, a Derek zaczyna uczyć neurochirurgii Lexie.