Serialul prezintă povestea cutremurătoare, dar adevărată a doctorului Christopher Duntsch, interpretat de Joshua Jackson, un neurochirurg aparent genial din Dallas care, de-a lungul mai multor ani, își mutilează și chiar ucide pacienții pe masa de operație. Carismatic, dar fără scrupule, acesta reușește să evite suspiciunile celor din jur și a conducerii spitalelor unde lucrează și sub protecția unui sistem medical indiferent față de cei care au nevoie de ajutor, continuă să rănească oameni nevinovați.
Din cei 37 de pacienți pe care Duntsch i-a operat în spitalele din Dallas timp de aproximativ doi ani, 33 au devenit victime, dintre care doi au și decedat, ca urmare a acțiunilor sale iresponsabile din sala de operație. Până în momentul în care doi medici, neurochirurgul Robert Henderson (Alec Baldwin) și chirurgul vascular Randall Kirby (Christian Slater) realizează magnitudinea situației și reușesc să convingă procurorul din Dallas, Michelle Shughart (AnnaSophia Robb), să lucreze împreună pentru a-l opri. În serial, cu apariții episodice, joacă și Grace Gummer (Kim Morgan), fiica renumitei actrițeei Meryl Streep, fosta asistentă si presupusa iubită a lui Christopher Duntsch.
Întrebarea despre cum a putut Duntsch să opereze cu impunitate atât de mult timp, în condițiile în care a fost înconjurat de mulți oameni care au încercat să tragă semnalul de alarmă și au eșuat transcende în toate episoadele. Serialul Doctorul Moarte face salturi în timp în fiecare episod pentru a arăta cum era Duntsch ca tânăr, prieten și student la medicină, iar mai târziu ca și chirurg, partener și prieten.
Care ar putea fi motivele din spatele acțiunilor doctorului Duntsch - sociopat sau pur și simplu o eroare umană? Au reușit victimele Doctorului Moarte să-și facă dreptate? Cum de un sistem conceput pentru a-i proteja pe cei mai lipsiți de apărare a permis să se ajungă la 33 de victime? Ce deznodământ va avea Doctorul Moarte? Fanii serialelor crime drama, și nu numai, vor putea afla răspunsurile la toate aceste întrebări, începând din această seară, de la ora 22.00, pe AXN odată cu premiera producției Doctorul Moarte.