Robotman (Brendan Fraser), Negative Man (Matt Bomer), Elasti-Woman (April Bowlby) et Crazy Jane (Diane Guerrero) sont devenus malgré eux les membres délurés de la Doom Patrol. Ils sont tous dotés d’incroyables facultés suite à de terribles accidents. L’équipe de super-héros a trouvé sa raison d’être par le biais du Chef scientifique fou et moderne Niles Caulder (Timothy Dalton). Il les a réunis pour enquêter sur les phénomènes les plus étranges et pour protéger la Terre.