Il y a dix ans, un grand tremblement de Terre a ravagé la ville de Tokyo, faisant des milliers de victimes. Depuis, la vie a repris son cours, mais une gigantesque prison a émergé au centre des ruines, la fameuse "Deadman Wonderland", et des spectacles y sont organisés pour récolter des fonds destinés à reconstruire la ville. Les jeux du cirque nouvelle génération pourrait-on dire, mais personne ne trouve rien à dire. Bref, ce site ô combien touristique, s'avère pour le moins dangereux pour ses habitants, des prisonniers de niveaux supérieurs, tous emprisonnés pour de graves délits, qu'ils n'ont pas tous commis. Le système est en effet corrompu. En outre, chaque prisonnier porte autour du cou un collier diffusant lentement mais surement du poison en continu. Seul antidote ? Un bonbon spécial à consommer tous les trois jours, sinon c'est la fin. Autant dire que les prisonniers n'ont pas le choix et doivent participer à des violentes épreuves s'ils veulent obtenir un sursis supplémentaire.

Loin de Deadman Wonderland, Ganta est en pleine crise existentielle, tout comme ses anciens camarades de prison. Chacun essaye de reconstruire sa vie, mais personne n'oublie que les investigateurs des troublantes expériences courent toujours.  La situation n'est pas prête d'évoluer avec ce passé un peu trop encombrant. C'est pourquoi, une alliée de circonstance, qui est déjà à l'origine du renversement de la direction de la prison, tentera la petite équipe de retourner une nouvelle fois à Deadman Wonderland pour en finir une fois pour toute. Si la prison n'est plus qu'un tas de ruines, les expériences inhumaines et pour le moins repoussantes n'ont pas cessé pour autant. Les anciens détenus semblent totalement largués face à Toto Sakigami, et si Ganta parvient finalement à le blesser pour sauver Senji d'un bien mauvais pas, le combat s'avère très déséquilibré. Peu après, il est désormais temps de faire face à Toto et sa sœur qui ont la ferme intention de s'emparer du système Mother Goose et de libérer le pouvoir de Shiro ... alias Crane d'œuf. L'ultime affrontement de la série met en parallèle le destin des deux personnages principaux., d'autant plus que les nombreux flash-back apportent les derniers secrets entourant l'enfance de Shiro et Ganta. Hélas, l'épilogue est beaucoup trop expéditif, et le dernier chapitre n'est pas vraiment très explicite sur l'avenir des protagonistes ...