A trama é similar á do Doom original, sobre um fuzileiro espacial mandado para uma missão de rotina em Marte. Mas ao contrário do original, em que a história era algo secundário, desta vez a id Software empregou um escritor de ficção científica, Matthew Castello, pra escrever o script e ajudar com os storyboards. Os eventos e atmosfera tem como grande influência filmes como Madrugada dos Mortos de George Romero e Alien, de Ridley Scott.
Uma novidade nos jogos da id fora introduzida: cenas de animação que dão propósito e contexto ás ações do jogador. E assemelhando-se a jogos como System Shock e Aliens versus Predator 2, várias mensagens de texto, voz e vídeo estão espalhados pela base em que se passa o jogo, para mostrar a história e preocupação da população sobre a base em Marte.
A história de Doom 3 começa com a descoberta de ruínas subterrâneas no solo marciano. Sinais mostram que, eras atrás, os marcianos desenvolveram uma tecnologia deteletransporte. No entanto, foi descoberto tarde demais que o teletransporte passava pelo Inferno. Invadida pelos demônios, os alienígenas criaram uma arma, o Soul Cube, abastecida pelas almas de quase todos os marcianos, e usada para derrotar e conter os demônios no Inferno.

 

Parte 01
Parte 02
Parte 03
Tradução