Aunque Bowlby, Bomer y Fraser repiten los papeles de Titans, las dos series se desarrollan en universos separados.

Más tarde, se une al equipo Victor Stone, un superhéroe mejorado cibernéticamente.

Por último, Laura De Mille, una viajera del tiempo y reformada villana, se une al equipo.

Mientras que los miembros de la Patrulla se enfrentan a sus propios dilemas personales y luchan con la verdad sobre el Jefe, inadvertidamente Dorothy pone en peligro al mundo cuando sus poderes amenazan con desatar una antigua entidad conocida como Candlemaker.

En la cuarta y última temporada, la Doom Patrol, ahora convertidos en una fuerza del bien como superhéroes, deben lidiar con varias misiones para proteger al mundo de bizarras amenazas, sin embargo, cuando descubren sus muertes en el futuro por el Traserocalipsis, deben unirse para cambiar su fatal destino, mientras a la vez lidian con un culto que busca traer devuelta a la poderosa deidad Immortus, lo que hace que el equipo tenga que decidir entre su propia felicidad o el destino del mundo.

Se esperaba además que Jeremy Carver escribiera los episodios de la serie junto a los productores ejecutivos Geoff Johns, Greg Berlanti y Sarah Schechter.

[4]​ En febrero de 2018, se anunció que varios actores habían sido elegidos como los miembros de Doom Patrol para apariciones especiales en Titans, con el potencial de aparecer como recurrentes, incluido Bruno Bichir como Niles Caulder / Chief,[20]​ April Bowlby como Rita Farr / Elasti-Woman,[8]​[21]​ Jake Michaels como Cliff Steele / Robotman,[22]​ y Dwain Murphy como Larry Trainor / Negative Man.

[13]​ El mes siguiente, Timothy Dalton fue elegido como Niles Caulder / Chief, reemplazando a Bichir,[14]​ y en octubre de 2018, Matt Bomer y Matthew Zuk fueron elegidos para reemplazar a Murphy como Larry Trainor / Negative Man.

[12]​ En enero de 2020, Roger Floyd fue confirmado para interpretar a Red Jack, para la segunda temporada.

Así mismo, Micah Joe Parker, Wynn Everett, Miles Mussenden, Anita Kalathara y Gina Hiraizumi fueron confirmados como Malcom, Shelley Byron "The Fog", Lloyd Jefferson "Frenzy", Holly "Sleepwalk" y Sachiko "The Quiz", respectivamente como parte del grupo "Sisterhood of Dada".

El consenso crítico del sitio web dice: «DC Universe encuentra material importante en esta iteración de Doom Patrol gracias a un elenco totalmente comprometido y la fe de la escritura en rareza».