A série "Doc Martin" segue o Dr. Martin Ellingham em sua transição de uma carreira como um cirurgião conhecido para um clínico geral devido ao início de uma fobia de sangue. Ele se encontra fazendo uma entrevista para um cargo na cidade de Portwenn, na Cornualha, e conhece um elenco de personagens pitorescos enquanto se adapta à vida em uma pequena cidade.
O médico e os aldeões inicialmente se encontram em desacordo, pois os aldeões não gostam da maneira abrupta e rígida de Doc Martin e o médico acha os aldeões um pouco casuais demais. No entanto, logo se descobre que o médico é um excelente diagnosticador.
A personalidade de Doc Martin leva a muitas situações cômicas ao longo da série. Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de seus sentimentos pela professora Louisa Glasson. Devido à dificuldade do médico em se expressar, a relação entre ele e a professora é complicada.
"Doc Martin" tem suas origens em vários filmes feitos para a TV. O personagem original de Doc Martin é muito diferente daquele retratado na série. Quando a empresa que fazia os filmes de TV faliu, o programa foi vendido para a ITV. Para tornar o programa mais ousado, ITV insistiu que o personagem de Doc Martin deveria ser rígido, abrasivo e socialmente incompetente.