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.

Toujours emprisonné à Deadman Wonderland, Ganta est en pleine crise existentielle. Il se sent trop faible pour survivre aux assauts ennemis, et souhaite que Senji l'entraîne à devenir plus fort. Mais les croque-morts ne vont pas tarder à entrer en scène et provoquer une terrible hécatombe. Ganta n'a rien pu faire, et le voilà désormais en convalescence et déprimé. Pour lui remonter le moral, Shiro a décidé de faire la cuisine, mais sans succès. Mais le secteur G va devoir faire face à une nouvelle menace : Un prétendu vaccin transforme les humains en Deadmen artificiels. Sa première victime n'est autre que Minami, une amie de Ganta. Et leurs pouvoirs sont particulièrement dangereux : Leur sang a les mêmes effets que l'acide, aussi il va falloir absolument éviter tout contact. Pourtant, Ganta n'est pas décidé à venir à bout de Minami. Il passe donc pour un traitre auprès des autres membres des Deadman et est mis au banc des accusés. Désormais isolé, Ganta pourra cependant compter sur une alliée de circonstance, qui a décidé de renverser la direction de la prison, accusée de mener des expériences inhumaines et pour le moins repoussantes.