西雅图的高中生莱特·透纳捡到一本死亡笔记——一本允许任何人只要透过知道对方的姓名及长相就能杀死对方的笔记本，他在死神流愚的怂恿下杀死曾经霸凌自己的学生，以及造成自己母亲车祸身亡、却因为买通陪审团而无罪的肇事主，在与啦啦队成员米亚分享这个秘密后，他认为自己获得了可以惩罚罪犯的力量，两人便联手用笔记本大规模杀死罪犯，成为了世界知名的连环杀手“基拉”。莱特的行动受到世界第一侦探L的注意，他透过刻意泄漏罪犯的资料，再交叉比对基拉的作案时间和警方数据库的记录，推断出基拉与日本警方有联系。 莱特的父亲、担任警察的詹姆斯·透纳接下搜查基拉的工作，他与L的贴身助理渡碰头。L在直播记者会上挑衅基拉，并派出FBI探员跟踪包括莱特在内可能是基拉的嫌疑人，莱特与米亚便为了是否应杀死阻止基拉的人而争执，并因此产生嫌隙。米亚瞒着莱特撕下一页笔记本，并以此杀死大量FBI探员，使得社会大众以为基拉开始对付执法部门，并让詹姆斯召开记者会公开挑战基拉，由于詹姆斯没有死，L因此推断莱特是基拉，并主动找上莱特，两人正面对彼此宣战。 为了查出L的本名，莱特操控渡前去取得L过去在纽约受训时的档案，并打算在取得名字后销毁写有渡的姓名的那一页，以便饶他一死，L发现渡的行踪有异便派人跟监莱特，并派纽约办事处的手下阻止渡。在米亚的计策下，莱特摆脱了跟踪者并与渡取得连系，但写有渡的姓名的页面已被米亚偷走，渡因此遭纽约办事处的人杀死，得知死讯的L盛怒地携枪追杀莱特，却在得手前被基拉支持者打昏。 莱特发现米亚背叛了自己，并在笔记本上写下莱特的姓名，他便着手新的计划。在莱特透过死亡笔记的安排下，两人从摩天轮上双双坠下，米亚因而身亡，而写有莱特姓名的那一页被烧毁，让莱特免于一死；而莱特更在事前透过笔记本操控医生将坠落的自己救起，并操控邮差找回笔记本。L根据莱特透露的线索，在米亚的房间发现笔记本的一页，他看着莱特与米亚的合照，深思后放下动笔念头。在故事最后，流愚看着莱特，说：“人类果然很有意思”。