"डूम 3" में पांच मुख्य पात्र हैं। खिलाडी को एक अनाम अन्तरिक्ष मरीन कोरपोरल की भूमिका निभानी होती है जो यूएसी के मंगल बेस पर अभी पहुंचा ही है। 
खिलाडी का गैर-कमीशन अधिकारी प्रभारी मास्टर सर्जेंट थॉमस केली है, जिसे नील रोस की आवाज दी गयी है, जो गेम के पहले आधे भाग में खिलाडी के रेडियो पर खिलाडी को उसके उद्देश्य बताता है और सलाह देता है। 
कहानी में डॉक्टर मैल्कम बेट्रूगर एक मानवता विरोधी भूमिका में हैं, जो यूएसी के रहस्यमयी डेल्टा लेब प्रभाग के प्रमुख वैज्ञानिक हैं, जो मानवता का विरोध करने के लिए नर्क के बलों के सहयोग में काम करते हैं। 
बेट्रूगर की डेमन जैसी आवाज, फिलिप एल. क्लार्क के द्वारा दी गयी है, जो गेम के आगे बढ़ने के साथ साथ बार खिलाडी पर ताना कसती रहती है। अंतिम दो प्रमुख पात्र इलियट स्वान और जैक कैम्पबेल हैं। स्वान, जिसे चार्ल्स डेनिस की आवाज दी गयी है, यूएसी बोर्ड ऑफ़ डायरेक्टर्स के एक प्रतिनिधि हैं, उन्हें विस्टलब्लोअर से सहायता के लिए एक अनुरोध के बाद बेट्रूगर के अनुसंधान की जांच करने और मंगल बेस पर दुर्घटनाओं की बढ़ती संख्या की जांच करने के लिए भेजा जाता है। 
लगभग पूरे समय के दौरान केम्पबेल के द्वारा उनका साथ दिया जाता है, एक और अन्तरिक्ष मरीन जो स्वान के अंगरक्षक का काम करता है और उसके पास बीएफजी 9000 हथियार है। 
कैम्पबेल को एंडी चेनले की आवाज दी गयी है।
स्वान और कैम्पबेल अक्सर गेम में खिलाडी से कुछ कदम आगे रहते हैं, लेकिन गेम के अंत तक भी उन तक पहुंचा नहीं जा सकता और उनसे बातचीत नहीं की जा सकती है। 
गेम में कुछ छोटे पात्र भी शामिल किये गए हैं जो कहानी का विवरण देते हैं और विशेष स्थानों पर खिलाडी की सहायता करते हैं। भिन्न अनुसंधानों और विकास प्रोग्रामों और निर्माण कार्यों में लगे हुए कई वैज्ञानिकों से खिलाडी की मुठभेड़ यूएसी के माध्यम से होती है, साथ ही साथी मरीन और सुरक्षा गार्डों से भी मुलाकात होती है। 
असैनिक कार्यों में व्यस्त नागरिक कर्मचारी और रखरखाव के कार्यों में व्यस्त कर्मचारी भी दिखायी देते हैं।

सारांश
विस्तार
पात्र
सांस्कृतिक प्रभाव