e Whittaker, dizinin tarihinde Doktor rolünü oynayacak ilk kadın oldu. Whittaker, daha önce "Return to Cranford", David Tennant (Onuncu Doktor) ile beraber "Broadchurch" ve "Black Mirror" dizilerinde oynadı. İlk bölümlerden beri Zaman Lordlarının cinsiyet değiştirebilmesinden bahsedilse de, bu ilk kez Michelle Gomez'in Usta rolüyle gerçekleşti.

Serinin baş karakterini oluşturan Doktor rollerinin yanında konuk oyuncu olarak görünen Doktor'un farklı versiyonları tasvir edildi. Özellikle, 2013 yılında John Hurt, konuk oyuncu olarak Doktor'un o zamana kadar bilinmeyen bir yüzünü oynadı. Doktor'un Savaş Doktoru olarak bilinen bu rejenerasyonun hikâyesi, dizinin 50. yıl dönümüne özel olarak yayınlanan "The Day of the Doctor" bölümünde sona erdi. "The Night of the Doctor" adlı kısa bölüm, dizinin kurgusal kronolojisinin McGann ve Eccleston'ın Doktor'ları arasında geçmişe dönük olarak yayınlandı. Savaş Doktoru, Sekizinci ve Dokuzuncu Doktor arasındaki bir rejenerasyon oldu. Doktor'un farklı versiyonlarına başka bir örnek de 1986 yılındaki 1986 "The Trial of a Time Lord" hikâyesinde Michael Jayston tarafından canlandırılan Valeyard'dı. Valeyard, Doktor'un karanlık yüzlerinin birleşimi olarak on ikinci ve son yüzünün arasındaki bir karakter olarak tanımlanmıştı.

Nadiren diğer oyuncular ön plana çıktı. 1975 yılında yayınlanan "The Five Doctors" hikâyesinde, William Hartnell'ın ölümü nedeniyle Birinci Doktor'u Richard Hurndall oynadı. "Time and the Rani" adlı hikâyede normalde Yedinci Doktor'u oynayan Sylvester McCoy, kısa bir süre renejerasyon sırasında Altıncı Doktor rolünde yer aldı. Diğer medyada farklı oyuncular tarafından da Doktor rolü oynandı. Peter Cushing'in Doktor rolünü oynadığı iki film yapılmıştı.

Yeni Doktor'un açıklanacağı zamanlar çeşitli tartışmalara ve söylentilere ilham veriyordu. Özellikle yeni Doktor'un kadın olmasının mümkünlüğü ve istenilirliği tartışıldı. Ekim 2010'da "The Sunday Telegraph", dizinin yapımcılarından Sydney Newman'ın 1980'lerin sonlarında BBC'den Doktor rolünü kadın "Zaman Leydisi" olarak düzenlemesini istediğini açığa çıkardı.

Sonraki dönemlerde oyuncuların geri dönüp kendi Doktor rollerini oynadığı bölümler de yapıldı. 1973 yılındaki "The Three Doctors" bölümünde William Hartnell ve Patrick Troughton geri dönüp dönemin Doktor'u Jon Pertwee ile beraber dizide yer almıştı. 1983 yılında yayınlanan "The Five Doctors" bölümünde, Troughton ve Pertwee geri dönüp Peter Davison ile beraber oynamış ve Tom Baker'ın tamamlanmamış olan Shada bölümündeki gösterilmeyen görüntüleri kullanmıştı. Ayrıca William Hartnell'ın yerine Birinci Doktor rolünü Richard Hurndall oynamıştı. 1985'in "The Two Doctors" hikâyesinde Patrick Troughton tekrar gerri dönmüş ve Colin Baker ile oynamıştı. 2007 yılında Children in Need programına özel olarak yayınlanan "Time Crash" adlı kısa bölümde Peter Davison ve David Tennant, beraber oynamıştı. 2013 yılında yayınlanan 50. yıla özel "The Day of the Doctor" bölümünde ise David Tennant'ın Onuncu Doktor'u ile beraber Matt Smith'in On Birinci Doktor'u yer alırken; John Hurt, Savaş Doktoru'nu oynamıştı. Ayrıca kısa bir süre önceki oyuncuların görüntüleri gösterilmişti. Buna ek olarak Doktor, bazen yakın gelecekten veya geçmişten kendi yüzleriyle karşılaşmıştı. Birinci Doktor, "The Space Museum" (sergide dondurulmuş şekilde olsa da) bölümünde kendisiyle karşı karşıya gelmişti. "Day of the Daleks" hikâyesinde Üçüncü Doktor, kendisiyle karşılaşmış ve etkileşim kurmuştu. "Logopolis" hikâyesinde Dördüncü Doktor, rejenerasyon sırasında kendisinin gelecekteki bir yüzüyle ('İzleyici') bağlantı kurarken; Dokuzuncu Doktor, "Father's Day" bölümünde mevcut rejenerasyonun eski bir versiyonunu gözlemlemişti. On Birinci Doktor, "The Big Bang" bölümünde kısa süre kendisiyle yüz yüze gelmişti. "The Almost People" bölümünde Doktor, kendisinin etten kopyasıyla karşılaşmıştı. "The Name of the Doctor" bölümünde On Birinci Doktor, "sırrı" olarak tanımladığı kendisinin bilinmeyen rejenerasyonuyla karşılaşmış ve sonunda onun Savaş Doktoru olduğu ortaya çıkmıştı.

Buna ek olarak, birçok Doktor dizinin radyo oyunlarında beraber yeni maceralara döndü. Peter Davison, Colin Baker ve Sylvester McCoy; 1999 yılında radyoda yayınlanan "The Sirens of Time" adlı oyunda yer aldı. 2003 yılında dizinin 40. yıl dönümüne özel olarak yapılan "Zagreus" adlı radyo oyununda Paul McGann, Colin Baker, Sylvester McCoy ve Peter Davison oynadı. Ayrıca yapımda, Jon Pertwee'nin arşivdeki ses kayıtları kullanıldı. Yine 2003 yılında Colin Baker ve Sylvester McCoy, beraber "Project: Lazarus" adındaki radyo macerasında oynadı. 2010 yılında Peter Davison, Colin Baker, Sylvester McCoy ve Paul McGann; tekrar bir araya gelerek "The Four Doctors" adlı radyo oyununda yer aldı.

Dizinin tarihi boyunca, Doktor hakkında ek sorular gündeme geldi. "The Brain of Morbius"ta (1976), Birinci Doktor'un ilk enkarnasyon olmayabileceği ima edildi. (diğer yüzler tasvir edilmiş olsa da Zaman Lordu Morbius'un enkarnasyonları olabilir). Sonraki hikâyelerde Birinci Doktor, Doktor'un en erken enkarnasyonu olarak ifade edildi. "Mawdryn Undead" (1983) adlı hikâyede Beşinci Doktor, açıkça beşinci yüzünde olduğunu doğruladı. Daha sonra aynı yılda yapılan 20. yıl dönümüne özel "The Five Doctors" hikâyesinde Birinci Doktor, Beşinci Doktor'un rejenerasyonunu sorguladı; Beşinci Doktor, "dördüncü" rejenerasyonunu geçirdiğini açıklarken Birinci Doktor, heyecanla "Tanrım! Yani şu anda beşincim var." dedi. 2010 yılındaki "The Lodger" bölümünde On Birinci Doktor, kendisini "On Birinci" olarak belirtti. 2013 "The Time of the Doctor" bölümünde On Birinci Doktor'un, saymamayı seçtiği bir yüzü ve başka bir durdurulan yenilenme süreci yüzünden on ikinci rejenerasyonunu geçirdiği netleşti. Aynı bölümde "On Birinci'nin Düşüşü" kehaneti tasvir edildi. Bu yüzden Doktor'un bu enkarnasyonu hâlâ On Birinci olarak adlandırılmaya devam etmektedir.

Yedinci Doktor döneminde, Doktor'un sıradan bir zaman lordundan başka bir şey olmadığı ima edildi. 1996 televizyon filminde Sekizinci Doktor, kendisini "yarı insan" olarak tanımladı.

Dizinin ilk hikâyesi olan "An Unearthly Child"da Doktor'un torunu Susan Foreman tanıtıldı. 1967 "The Tomb of the Cybermen" hikâyesinde Victoria Waterfield, "çok yaşlı" olmadı dolayısıyla Doktor'un ailesini tanıyabildiğinden şüphe ettiğini açıkladı. Doktor, "zamanın geri kalanında onlar aklımda uyuyorlar" diyerek gerçekten istediğinde bunu yapabildiğini söyledi. 2005 yılındaki modern serinin ilk sezonunda Dokuzuncu Doktor'un son kalan zaman lordu olduğu ve gezegenin yok edildiği ortaya çıktı. "The Empty Child" (2005) bölümünde Dr. Constantine, "Savaş başlamadan önce bir babam ve büyükbabam vardı. Şimdi hiçbiri yok" dedi. Doktor, buna "Evet, o duyguyu biliyorum." cevabını verdi. "Smith and Jones" (2007) bölümünde kardeşinin olup olmadığı sorulduğunda Doktor, "Hayır, artık yok." dedi. "Fear Her" (2006) ve "The Doctor's Daughter" (2008) bölümlerinde ise Doktor'un eskiden baba olduğu söylendi.

"The Wedding of River Song" (2011) bölümünde Doktor'un gerçek adının asla ortaya çıkmaması gereken bir sır olduğu söylendi. "The Name of the Doctor" (2013) bölümünde River Song, Büyük Zeka'nın Doktor'un mezarına girmesine izin vermek için onun adını içinden söylediğinde bu daha da araştırıldı ve "The Time of the Doctor" (2013) bölümünde Doktor'un gerçek adının konuşulması durumu, zaman lordlarının evrene güvenli bir şekilde dönmesini sağlayan bir sinyal hâline geleceği anlaşıldığından birçok türün karşı çıktığı bir olay oldu.

Yol arkadaşı figürü - genelde insan - 1963 yılında "Doctor Who" dizisi başladığından beri değişmez bir özellik oldu. Başından beri yol arkadaşının rollerinden biri Doktor'a "ahlakî görevini" hatırlatmaktı. Doktor'un ekranda görünen ilk yol arkadaşları, torunu Susan Foreman (Carole Ann Ford) ve Susan'ın öğretmenleri Barbara Wright (Jacqueline Hill) ile Ian Chesterton'dı (William Russell). Bu karakterlerin izleyicileri temsil etmesi amaçlanmıştı ve bu yolla izleyiciler, gizemli bir baba figürü olan Doktor hakkında bilgiler keşfedecekti. Klasik seride Doktor, sadece "The Deadly Assassin" hikâyesinde yalnız yolculuk yaptı. Yol arkadaşları önemli ölçüde, seyircinin kimliğini belirleyebileceği bir figür olmuş, Doktor'dan açıklamalar isteyerek ve Doktor'un önüne çıkan problemleri çözebilmesi için büyük katkı yaparak hikâyelerin ilerlemesini sağlamıştır. Doktor, düzenli olarak yeni yol arkadaşları kazanırken eskilerini kaybetmiştir. Bazıları evine dönmüş, bazıları farklı sebeplerle (aşkını bulmak gibi) ayrılmıştır. Bazıları dizinin gidişatına göre ölmüştür. Bu karakterler genelde insan veya insansı uzaylılar olmuştur.

2005 yılında modern seri başladığından beri Doktor, birincil olarak çoğunlukla daha geniş bir anlatı rolü üstlenen kadın yol arkadaşlarıyla yolculuk yapmıştır. Steven Moffat, yol arkadaşını dizinin ana karakteri olarak tanımlarken hikâyenin her yol arkadaşıyla yeniden başladığını ve Doktor'dan daha çok değişime uğradını söylemiştir. Dokuzuncu ve Onuncu Doktor'un birincil yol arkadaşları Rose Tyler (Billie Piper), Martha Jones (Freema Agyeman), ve Donna Noble (Catherine Tate) olurken daha düzensiz olarak gözüken ikincil yol arkadaşları Mickey Smith (Noel Clarke) ve Jack Harkness (John Barrowman) olmuştur. On Birinci Doktor, ilk kez evli bir çiftle, Amy Pond (Karen Gillan) ve Rory Williams (Arthur Darvill) ile yolculuk yapmıştır. River Song (Alex Kingston) ve Clara Oswald (Jenna Coleman) ile yaptığı yolculuklar da devam eden hikâye arkını sağlamıştır. Onuncu sezonda On İkinci Doktor, yeni yol arkadaşı Bill (Pearl Mackie) ile yolculuğa devam edecektir.

Bazı yol arkadaşları ana dizide olduğu kadar yan dizilerde de ortaya çıkmaya başlamıştır. Sarah Jane Smith, 2006 yılında dizide bir bölümde oynadıktan sonra "The Sarah Jane Adventures" (2007-11) yan dizisinin ana karakteri olmuştur. Dizide eski yol arkadaşları Jo Grant, K-9 ve Tuğgeneral Lethbridge-Stewart (Nicholas Courtney) da görünmüştür. Ayrıca, Jack Harkness "Torchwood" (2006-11) ya