Robotman, Negative Man, Crazy Jane et Elasti-Girl ont acquis des capacités hors normes à la suite de divers accidents qui les mettent à l'écart de la société. Recueillis par un scientifique aux méthodes peu conventionnelles, le Dr Niles Caulder, ils apprennent à accepter leur nouvelle condition et à en tirer leur pouvoir, mais toujours cachés aux yeux du monde.

Quand le Dr Caulder disparaît après le retour de son ennemi juré, Mr Nobody, un humain devenu omniscient au prix de son corps, la Doom Patrol est contrainte à survivre sans leur mentor et ils partent à sa recherche. Ils seront aidés par le jeune Cyborg qui, comme eux, vit avec un passé sombre.