Smith interpreta a la undécima encarnación, un hombre de genio vivo, pero compasivo cuya apariencia juvenil no concuerda con su temperamento más perspicaz y cansado del mundo.

Su voz para Hispanoamérica es hecha por Luís Carreño, conocido por doblar a Bob Esponja en la serie homónima.

Mientras que para España es hecha por Alejandro Martínez, quien también dobló al actor original en The Crown.

Esto le convirtió en el actor más joven en interpretar al Doctor, tres años más joven de lo que lo era Peter Davison cuando empezó su papel como el Quinto Doctor.

[12]​ Entre los reemplazos que se rumorearon estaban Catherine Tate (entonces intérprete de la acompañante del Doctor, Donna Noble),[13]​ Robert Carlyle,[14]​ Jason Statham,[15]​ David Morrissey,[16]​ y James Nesbitt.

Otros candidatos incluyen a Sean Pertwee, hijo del actor intérprete del Tercer Doctor, Jon Pertwee;[22]​ Russell Tovey, que interpretó a Alonso Frame en el especial de Navidad de 2007, Voyage of the Damned;[23]​ y James McAvoy.

Smith debuta del todo en En el último momento, donde conoce a Amy Pond (Karen Gillan) en su infancia mientras investigan una misteriosa grieta en la pared de su habitación.

La siguiente aparición del Doctor es en Death of the Doctor, una historia en dos partes del spin-off de la serie, The Sarah Jane Adventures, junto a las antiguas acompañantes Sarah Jane Smith (Elisabeth Sladen) y Jo Grant (Katy Manning), mientras Amy y Rory están de luna de miel.

[26]​ Posteriormente, en 2011, el Doctor sigue examinando los misterios sin resolver al final de la quinta temporada.

En Matemos a Hitler, el Doctor se encuentra con una encarnación más joven de River y se entera de que ha sido manipulada por una orden religiosa conocida como "el Silencio" para que le asesine.

Pasa algún tiempo antes de que el Doctor esté listo para enfrentarse a la muerte.

El Doctor permanece oculto al mundo, pero finalmente contacta con Amy y Rory para seguir viajando.

Amy elige seguirle y tener una vida junto a su marido en el pasado, por lo que ambos se separan para siempre del Doctor.

Posteriormente, los tres doctores urden un plan para esconder Gallifrey en un punto desconocido del tiempo y el espacio y así salvar a su planeta a la vez que detienen la Guerra del tiempo.

Este le confiesa que está viviendo su última vida pues ha gastado sus doce regeneraciones, contando la desconocida versión del Doctor Guerrero y la ocasión en la que el Décimo Doctor desvió la energía de la regeneración hacia una mano amputada.

Consciente de su fin, el Doctor vuelve a engañar a Clara para alejarla pero, una vez más, ésta consigue regresar solo para encontrarse al Doctor anciano y decrépito, al borde de la muerte.

El vestuario del Doctor es una chaqueta de tweed con coderas, pajarita, tirantes, pantalones negros, y zapatos marrones.

En The Impossible Astronaut, el Doctor lleva un sombrero stetson, diciendo "Ahora llevo un stetson, los stetsons molan", pero inmediatamente sale volando de su cabeza cuando River Song dispara al sombrero.

El tema del fez, y la fascinación con los atuendos para la cabeza "que molan", hacen apariciones periódicas durante la primera historia de la sexta temporada.

Sin embargo, Matt Smith no estaba satisfecho con el vestuario, porque pensaba que reflejaba cómo otra persona vestiría al Doctor, más que cómo el Doctor se vestiría a sí mismo.

Esta versión usa un marrón un poco más claro y menos sombrío que el modelo anterior.

Cuando Matt Smith toma el papel de Undécimo Doctor en The Eleventh Hour (2010), lanza su propia leyenda para aterrorizar a los Atraxi, e intenta hacerlo una vez más en el episodio final The Pandorica Opens del mismo año.

Anders refleja esto como la "batmanificación" del Doctor, que se culmina en A Good Man Goes to War; la nueva villana, Madame Kovarian (Frances Barber) parece lanzar una guerra interminable contra el Doctor de la que él todavía no es consciente.

[33]​ La interpretación de Matt Smith del Doctor ha encontrado una recepción crítica positiva.

[34]​ La interpretación de Smith en Flesh and Stone fue aclamada por la crítica y los fanes.