Im heutigen Japan entdeckt ein Universitätsstudent namens Light Yagami ein schwarzes Notizbuch, das von einem Shinigami namens Ryuk fallen gelassen wurde. Die Anweisungen des Notizbuchs sind klar: Jeder, dessen Name hineingeschrieben wird, während der Schreiber sich dessen Gesicht vorstellt, wird sterben. Zunächst hält Light es für einen Scherz und testet das Notizbuch an einem Tyrannen, der ihn belästigt. Als der Tyrann stirbt, ist Light entsetzt, dass die Macht echt ist.

Von Schuldgefühlen überwältigt, versucht Light, das Notizbuch wegzuwerfen, doch Ryuk, der in dieser Version Light aktiv als Empfänger ausgewählt hat, treibt ihn dazu an, seine Macht anzunehmen. Als Lights Vater, ein Polizeidetektiv, von einem Verbrecher als Geisel genommen wird, nutzt Light das Death Note, um sein Leben zu retten. Diese Tat überzeugt ihn, das Notizbuch zu nutzen, um die Welt vom Bösen zu befreien, und er wird zum Vigilanten-Serienmörder, der der Öffentlichkeit als Kira bekannt ist.

Als Verbrecher weltweit an mysteriösen Herzinfarkten sterben, wenden sich die Behörden an den rätselhaften und weltberühmten Detektiv, der nur als L bekannt ist. L, eine brillante aber exzentrische Figur, schließt schnell, dass Kira eine Person in Japan ist, und beginnt ein riskantes Katz-und-Maus-Spiel, um ihn zu identifizieren und zu fangen. Der Konflikt zwingt Light, auf einem schmalen Grat zu wandeln: Er nutzt die Regeln des Notizbuchs zum Töten, während er versucht, L und der japanischen Polizeitaskforce, zu der auch sein eigener Vater gehört, einen Schritt voraus zu sein.

Im Gegensatz zur Originalgeschichte ist dieser Light kein geniales Wunderkind, sondern ein gewöhnlicher, ehrgeiziger junger Mann mit einem engen Freundeskreis und einem Nebenjob. Sein Abstieg zu Kira ist eine allmähliche und tragische Verderbnis, angetrieben vom Wunsch, eine gerechte Welt zu schaffen, nachdem seine Mutter bei einem ungelösten Verbrechen getötet wurde. Die Serie führt auch bedeutende Änderungen bei anderen Charakteren ein. Die fröhliche Idol Misa Amane, eine hingebungsvolle Kira-Unterstützerin, die die Shinigami-Augen erhält, um den Namen und die Lebensspanne eines jeden zu sehen, spielt eine größere Rolle und ist Gegenstand von Lights echter Zuneigung, nicht nur ein Werkzeug. Außerdem arbeitet L nicht allein; er steht in regelmäßigem Kontakt mit seinem Nachfolger, dem jungen Genie Near, der viel früher in die Untersuchung einbezogen wird als in früheren Versionen.

Die Erzählung beschleunigt sich durch bekannte Handlungsbögen, einschließlich Lights vorübergehendem Gedächtnisverlust und seiner Allianz mit L, um einen neuen Kira zu verfolgen, bevor sie in ein völlig originelles Finale abbiegt. Die Handlung steuert auf eine finale Konfrontation zu, die die Beziehung zwischen Light, L und Near neu definiert und schließlich zu einem Ende führt, das sich vollständig vom Manga, Anime und den Filmen unterscheidet, da die Serie von Anfang an mit einem neuen Ende beworben wurde.