I 1981 undertegnet Davison en tre-årig kontrakt for å spille Doktoren i . Han tok over rollen etter at Tom Baker sluttet i serien. Davison debuterte i den siste scenen av . Han var da 29 år gammel og den yngste skuespilleren som hadde spilt Doktoren. Å få tak i en så høyprofilert skuespiller som Davison var et like stort kupp for produsentene som det var for Davison å få rollen. Han fornyet dog ikke kontrakten sin fordi han var redd for at han etterpå bare ville bli tilbudt de samme rollene. Patrick Troughton (som hadde spilt den andre Doktoren) hadde visstnok anbefalt at han skulle forlate rollen etter tre år, slik som Troughton selv gjorde.