Esta é a primeira temporada a apresentar David Tennant como a décima encarnação do Doutor, um estrangeiro Senhor do Tempo que viaja através do tempo e espaço em sua TARDIS, que parece ser uma caixa de polícia britânica do lado de fora. Ele continua a viajar com sua companheira Rose Tyler (Billie Piper), com quem tem se conectado cada vez mais e são eternamente separado no final da história. Viajam também brevemente com o namorado de Rose - Mickey Smith (Noel Clarke) - e Camille Coduri reprisa seu papel como mãe de Rose.

A segunda temporada abrangeu um arco de história solto em torno da palavra "Torchwood", que apareceu pela primeira vez no episódio de 2005 “Bad Wolf”. A mitologia de Torchwood é construída em toda a série: em "The Christmas Invasion" é revelado ser uma organização secreta que possui tecnologia alienígena. Já sua criação é mostrada em "Tooth and Claw". Sua versão mais contemporânea é finalmente visitada pelo Doutor e Rose em "Army of Ghosts"/"Doomsday", altura em que está situado dentro do complexo Canary Wharf em Londres. Acidentalmente, acabam por permitir a invasão dos Cybermen e, posteriormente, os Daleks. O Doutor e Rose são forçosamente separados por estes eventos, que levam ao aprisionamento de Rose dentro de um Universo Paralelo.