La première série eut 26 saisons, diffusées sur BBC One du 23 novembre 1963 au 6 décembre 1989. Durant l’ancienne série, chaque épisode hebdomadaire formait une partie d’une histoire (ou feuilleton, le terme utilisé en anglais étant serial). Ces histoires étaient donc composées de 4 à 6 épisodes dans les premières années, et de 3 à 4 plus tard. Il y eut cependant des exceptions, dont The Daleks' Master Plan, qui était composé de 12 épisodes, plus un épisode qui posait l’intrigue, et dans lequel ni le Docteur ni ses compagnons n'apparaissaient. Dans les autres grands feuilletons de la série, on trouve The War Games qui fut composé de 10 épisodes, et The Trial of a Time Lord qui a occupé 14 épisodes durant la saison 23.
Doctor Who devait être une série éducative, et s’adressant à toute la famille. La série fut donc diffusée les dimanches matins. Au début, elle alternait des histoires prenant place dans le passé, qui devait apprendre aux jeunes téléspectateurs l’Histoire, et des histoires prenant place dans le futur ou l’espace, afin de leur apprendre la science. Cette visée éducative est d’ailleurs marquée par les premiers compagnons du Docteur, puisque l’un d’entre eux était un professeur d’Histoire et un autre un professeur de science.
Cependant, la science-fiction finit par devenir de plus en plus fréquente, et les épisodes historiques furent arrêtés après The Highlanders (1967). La série continua à utiliser des éléments historiques, mais ils étaient généralement utilisés comme toile de fond pour une histoire de science-fiction. Il n’y eut qu’une exception : Black Orchid, qui se passe entièrement dans les années 1920, en Grande-Bretagne.
Les épisodes de la première série Doctor Who ont été écrits par un grand nombre de scénaristes différents parmi lesquels : Terry Nation (le créateur des Daleks), Henry Lincoln, Douglas Adams, Robert Holmes, Terrance Dicks, Dennis Spooner, Eric Saward, Malcolm Hulke, Christopher H. Bidmead, Stephen Gallagher, Brian Hayles, Chris Boucher, Marc Platt et Ben Aaronovitch.
Le format des épisodes a changé pour la nouvelle série. Chaque saison comporte désormais 13 épisodes de 45 minutes (jusqu'à la saison 4 de celle-ci). Certains épisodes ont leur propre histoire, tandis que d’autres sont liés à plusieurs autres épisodes. Tous les épisodes sont liés par une même histoire, un arc narratif, en arrière plan durant la plupart des épisodes et qui n’est résolue qu’à la fin de la saison, lors du final. Comme lors de l’ancienne série, chaque épisode a son propre titre, même s’il fait partie d’un ensemble.
752 épisodes ont été diffusés depuis 1963, allant des épisodes de 25 minutes (le format le plus répandu) à ceux de 45 minutes (pour Resurrection of the Daleks en 1984, un épisode en 1985, et la nouvelle série), ainsi que les deux longs-métrages (The Five Doctors de 1983 et le téléfilm Le Seigneur du Temps de 1996). Il ne faut pas non plus oublier les épisodes spéciaux de Noël, dont la durée se situe entre 60 minutes (pour les épisodes de 2005, 2006 , 2008 et 2009) et 72 minutes (pour celui de 2007, Une Croisière autour de la Terre).
La série actuelle est filmée en 576i25 DigiBeta, format grand-écran.
Entre 1967 et 1978, une grande partie des enregistrements sur différents formats possédés par la BBC furent détruits ou tout simplement effacés. Parmi ces enregistrements détruits, on trouvait beaucoup de vieux épisodes de Doctor Who, notamment ceux avec les trois premiers Docteurs (William Hartnell, Patrick Troughton et Jon Pertwee). En tout, 108 des 253 épisodes réalisés durant les six premières années de la série ne sont pas possédés par les archives de la BBC. Cependant, la BBC arrêta d’effacer ses cassettes en 1978, et la perte des épisodes prit fin.
Plusieurs épisodes ont été renvoyés à la BBC, provenant des archives d’autres pays qui avaient diffusé la série. Des enregistrements faits par des fans ainsi que des extraits diffusés dans d’autres émissions ont également été récupérés. De plus, des versions audio de tous les épisodes perdus existent, faits par des téléspectateurs qui ont fait un enregistrement du programme.
Un des moments perdus les plus importants concerne l'épisode mettant en scène la régénération de William Hartnell (Premier Docteur), dans la quatrième partie de l’épisode The Tenth Planet (1966). Le seul enregistrement que l’on possède de cet épisode est un film 8 minutes silencieux de très mauvaise qualité, et qui ne montre que quelques secondes de la régénération.
Tous les épisodes mettant en scène le Troisième Docteur, incarné par Jon Pertwee, ont été récupérés, mais il demeure à ce jour un certain nombre d'épisodes perdus parmi les périodes des deux premiers Docteurs. La période comptant le plus d'épisodes manquants est celle du Deuxième Docteur, incarné par Patrick Troughton.
Désormais, avec l’approbation de la BBC, des efforts sont faits pour restaurer autant que possibles les épisodes perdus, à partir de ce qu’il en reste. Dès le début des années 1990, la BBC a commencé à sortir des enregistrements audios de ces épisodes en cassettes et CD. Des reconstructions « officielles » ont également été commercialisées par la BBC en MP3 et sur VHS et CD-ROM, ainsi qu’en tant que bonus sur certains DVD. La BBC, en coopération avec les studios d’animation Cosgrove Hall, ont reconstruit les parties 1 et 4 de l’épisode The Invasion (1968), sous forme de dessin animé. Bien qu’aucune autre reconstruction de ce type n’ait été annoncée, Cosgrove Hall a exprimé son désir de reconstituer d’autres épisodes perdus. Le projet a cependant été annoncé en avril 2007 comme indéfini.
En avril 2006, l’émission Blue Peter a lancé le défi de retrouver ces épisodes perdus, avec la promesse d’un Dalek grandeur nature pour les personnes y contribuant.