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.

Jeune lycéen, Ganta doit bientôt aller en voyage scolaire à Deadman Wonderland justement. On a connu plus joyeux. Mais un beau jour, un homme en rouge attaque la classe et tue tout le monde, à l'exception de Ganta, qui semble hébergé en lui un mystérieux pouvoir. Après un procès expéditif et un avocat incompétent, Ganta est condamné à mort et incarcéré dans la fameuse prison. Bien vite, il se fait une amie, la jeune Shiro, et ne devra pas relâcher son attention s'il veut rester en vie. Cependant, la route pour prouver son innocence s'annonce très longue ...