"डूम 3" को वर्ष 2145 में सेट किया गया है। गेम की अधिकांश कहानी और संवाद का निर्माण लेखक मैथ्यू जे. कोस्टेलो के द्वारा किया गया। 
गेम की पृष्ठकथा के अनुसार, यूनियन एरोस्पेस कोर्पोरेशन (Union Aerospace Corporation (UAC)) सबसे बड़ी मौजूदा कोरपोरेट इकाई है और इसने मंगल पर शोध सुविधा की स्थापना की है। 
इस आधार पर, यूएसी कई वैज्ञानिक क्षेत्रों में अनुसंधान करने में सक्षम है, जिसमें उन्नत हथियारों का विकास, जैविक अनुसंधान, अन्तरिक्ष अन्वेषण और टेलीपोर्टेशन शामिल हैं। 
मंगल पर सुविधा स्थिति के कारण, यूएसी क़ानूनी और नैतिक सीमाओं के बाहर अपनी गतिविधियों का संचालन कर सकती है। 
जैसे जैसे खिलाडी गेम में आगे बढ़ता है, उसे ज्ञात होता है कि आधार पर कर्मचारी अस्थिर हैं। बड़ी मात्रा में घटनाएं इस अस्थिरता के कारण हैं जैसे आवाजें सुनाई देना, अस्पष्ट दृश्यों का दिखाई देना और पागलपन और व्यामोह के बढ़ते मामले, जिनके कारण अक्सर सुविधा के मशीनरी से घातक दुर्घटनाएं हो जाती हैं। 
यूएसी की डेल्टा लेब डिविजन में प्रयोगों की प्रकृति के बारे में अफवाहें विशेष रूप से आधार के कर्मचारियों में प्रचलित हैं।

एक-खिलाड़ी
सारांश
सेटिंग
कथानक