Les aventures du Docteur, un extraterrestre, un Seigneur du Temps originaire de la planète Gallifrey, qui voyage à bord d'un TARDIS (Temps À Relativité Dimensionnelle Inter-Spatiale), une machine pouvant voyager dans l'espace et dans le temps. Le TARDIS a l'apparence d'une cabine de police (construction typiquement britannique ressemblant à une cabine téléphonique), le système de camouflage étant resté bloqué. Comme tous les Seigneur du Temps, le Docteur possède treize vies, ce qui explique sa capacité à changer de corps lorsqu'il est proche de la mort.
La série se déroule aux Etats-Unis en 1934, durant la Grande Dépression de l'entre deux guerres. Nous y suivons deux personnages : Ben Hawkins, jeune fermier recueilli par le Carnivàle, un cirque ambulant où se côtoient femme à barbe, sœurs siamoises, homme-lézard et autres télépathes et dirigé par le mystérieux "Patron". Ainsi que Justin Crowe, un révérend officiant dans la petite paroisse de Mintern et aidé par sa sœur Iris.On découvre vite que ces deux hommes sont liés par quelque mystérieux destin... qui sont-ils réellement et quelle est cette destinée ?
Après avoir inventé un tunnel permettant de voyager dans le temps (le chronogyre), deux chercheurs, Tony Newman et Doug Phillips, en deviennent prisonniers. Dans l'impossibilité de regagner leur époque, ils sautent d'une période à l'autre, assistant à des événements passés (le naufrage du Titanic, le siège de Troie, l'attaque de Pearl Harbor...) ou futurs, tandis que leurs collègues tentent de les faire revenir.
San Francisco, deux hommes s'affrontent. Jack Cates, flic depuis 15 ans maintenant, et toujours simple inspecteur, dont la réputation laisse parfois à désirer. Reggie Hammond, noir des ghettos, est un truand professionnel dont la passion depuis l'âge de 5 ans est d'arnaquer et de sourire aussi. Il n'aime pas qu'on lui marche sur les pieds, ni qu'on le balance...
Lors de son premier voyage en 1985, Marty a commis quelques erreurs. L’avenir qu’il s’était tracé n’est pas si rose, et son rejeton est tombé sous la coupe du voyou Griff Tannen, qui veut régner sur la ville. En compagnie de son ami Emmett « Doc » Brown et de sa fiancée Jennifer, Marty va devoir entreprendre un voyage vers le futur, pour tenter de donner un peu plus de moralité à son héritier. Un voyage aux conséquences dramatiques…
Valentine, étudiante à Genève et mannequin à ses heures, passe son temps à attendre les appels téléphoniques de son petit ami, Michel, qui vit en Angleterre. Auguste, son voisin, épris de la douce Karin, travaille d'arrache-pied pour devenir avocat. Sans le savoir, tout ce petit monde a été placé sur écoute par un juge à la retraite, acariâtre et cynique, qui occupe ainsi sa misanthropie et ses vieux jours. Parce qu'au volant de sa voiture, elle a renversé la chienne du juge, Valentine fait la connaissance du vieux grigou et découvre ses basses manies. Dégoûtée autant que fascinée, elle se met à lui rendre de fréquentes visites...
Jimmy Dove, spécialiste du déminage, est un des meilleurs éléments de la police de Boston. Mais en réalité il a fuit l'Irlande après avoir provoqué un massacre - chez ses amis séparatistes - en voulant prévenir un attentat. Des années plus tard, son ancien chef débarque, bien décidé à se venger...