La historia comienza en el mundo de los shinigami, donde uno de estos seres llamado Ryuk, se encontraba aburrido; por otro lado, en el mundo humano, Light Yagami, un estudiante japonés, igualmente estaba aburrido. Un día, cuando Light termina las clases, encuentra un cuaderno negro tendido en el suelo, llamado «Death Note», un cuaderno sobrenatural que es capaz de matar personas si se escriben los nombres en él y si el portador visualiza mentalmente la cara de quien quiere asesinar. Más tarde comienza a leer las instrucciones y decide probarlo con un hombre que tenía secuestradas a varias personas. Cuarenta segundos después de haber escrito el nombre en la libreta, el secuestrador muere. Asombrado por el poder del cuaderno y al mismo tiempo dudoso, decide probarlo con otra persona, eligiendo a un joven que pretendía abusar de una chica y efectivamente el hombre muere, por lo que se da cuenta que su poder es real. Después de cinco días, recibe la visita de Ryuk, a quien Light le cuenta que su objetivo es matar a todos los criminales, para así limpiar al mundo de la maldad y convertirse en el «dios del nuevo mundo».

El número inexplicable de muertes en criminales llamaría la atención del FBI y la de un famoso detective privado conocido como «L». Este deduce rápidamente que el asesino en serie, apodado por el público como «Kira» (キラ? derivado de la típica pronunciación japonés de la palabra inglesa «killer», lit. «asesino»), se encuentra en Japón. Asimismo se da cuenta que Kira sólo asesina a criminales. Ryuk le dice a Light que si alguien toca la Death Note podría verlo, así que Light decide esconder el cuaderno. Mientras tanto, el FBI se encontraba debatiendo los extraños acontecimientos que suceden con los criminales.

L descubre cada vez más información sobre Kira, sospechando que puede ser un estudiante, ya que los días y horarios en que sus «victimas» morían coinciden con el tiempo libre de un estudiante. Sin embargo, Light se entera de dichas sospechas gracias a los archivos de su padre, que era el encargado de dicho caso; posteriormente Yagami descubre otra regla del Death Note que le permite alterar la hora de muerte de la víctima. Ryuk le comenta a Light que lo comienzan a seguir, por lo que éste último empieza a elaborar un plan.

Raye Penber le pide a Light que no le revele a nadie que es un policía secreto ni que se encuentra en Japón. Esa noche, Raye Penber le comenta sobre el incidente a su novia, Naomi Misora. Posteriormente, Light asesina a otros delincuentes, haciendo que éstos antes de morir escriban mensajes para L sobre los shinigamis, únicamente para probar los límites del Death Note. Más tarde, Light lleva a cabo su plan. Tras encontrar a Raye Penber en una estación de trenes, le revela su identidad y le explica que si no obedece lo que le ordene, matará a su novia. Ambos suben a un tren y durante el trayecto, Light pide a Raye que escriba en un formulario, que Light le entrega, el nombre de su superior. Unos segundos después, Light le pide que mire su correo electrónico. Descubre que ha recibido un mensaje de su superior con los nombres y fotografías de los agentes secretos en Japón. Light le ordena que escriba todos sus nombres y, aunque Raye no lo sabe, los está asesinando ya que el formulario es una hoja del Death Note. Finalmente, Light escribe el nombre de Raye en el cuaderno y muere de ataque cardíaco al bajar del tren. Gran parte de los agentes japoneses del caso Kira comienzan a renunciar, ya que temen ser asesinados, y cuando sólo quedan cinco agentes, L decide encontrarse con ellos en un hotel.

Los miembros de la investigación conocen a L personalmente. Éste les comenta sus conclusiones sobre el caso y les analiza para comprobar si alguno de ellos es Kira. Light examina sus anteriores acciones para comprobar que no haya nada que comprometa su identidad. Más tarde, va al cuartel general de la policía japonesa para llevar ropa limpia a su padre. Allí conoce a Naomi Misora, la novia de Raye Penber. Naomi le comenta a Light las conclusiones a las que había llegado y que intentaba transmitir a la policía japonesa. Al ser sus deducciones correctas, Light decide asesinarla.

Light con ayuda de Ryuk descubre que se habían colocado 64 micrófonos y cámaras ocultas en toda su casa por orden de L para vigilarlo mejor, pero esto no es suficiente para detener a Light, quien evade las cámaras y los micrófonos mientras continúa asesinando a los criminales. Más tarde, Ryuk le indica donde están ubicadas las cámaras y micrófonos y el joven elabora un plan para continuar matando a criminales sin ser detectado frente a las cámaras, eso eventualmente le proporciona una coartada perfecta que le quita de toda sospecha, pues L es su propio testigo, por lo cual L ordena quitar las cámaras y los micrófonos y reducir sus sospechas en un 5%.

Light consigue entrar a la universidad con puntuación perfecta; igualmente lo logra un misterioso estudiante llamado Hideki Ryūga, quién realmente era L, ya que deseaba investigar a Light él mismo. Light siente que es otra de las sospechas de L, pero aun así, es muy cuidadoso con sus acciones. Asimismo decide que sería conveniente hacerse amigo de él; y así encontrar más información sobre su rival y estar al tanto de los descubrimientos del FBI.

L, en un intento de analizar la personalidad y comportamiento de su sospechoso, le pide tener un partido de tenis. Más tarde, el agente comienza a realizarle a Light preguntas sobre el «caso Kira» y decide pedirle que los ayude en el caso. Este también le hace pequeñas pruebas a su nuevo amigo y cada vez asegurándose de que no sea Kira. Posteriormente, los dos reciben la noticia de que Soichiro Yagami —el padre de Light— había tenido un ataque al corazón y se encontraba en el hospital. Light le promete a su padre que se asegurará de que Kira sea capturado.

El equipo de investigación sigue trabajando; Watari le informa su jefe que encienda el televisor en un canal llamado Sakura TV, en dicho programa los conductores aseguraban ser rehenes de Kira y que no tienen otra opción, más que transmitir los vídeos que contienen un mensaje de Kira. L al ver todos estos acontecimientos asume que Kira ahora puede matar con sólo ver el rostro, así que decide comunicarse con el subdirector del FBI para evitar más muertes de policías. Soichiro por otra parte logra llegar a los estudios de Sakura TV ocultando su rostro; una vez dentro Soichiro exige que todos los vídeos y copias le sean entregados, después llama al agente secreto asegurándole que posee los vídeos, pero que está acorralado. Por otro lado, Light contempla las noticias y por la manera en que reacciona, él no se relaciona con todas esas acciones, sin embargo, marca al segundo Kira como alguien peligroso, ya que si es capturado la existencia del Death Note sería pública, así que decide trabajar en el equipo de investigación de L.

Misa, al ver un vídeo de la policía diciéndole que revele la identidad de Kira, utiliza sus ojos de shinigami para descubrir el verdadero nombre de Kira y decide ir a la casa de Light. Misa y Light hablan a solas; ella le pide a Light que sea su novio, pero éste tiene intenciones de utilizarla para matar a L y luego asesinarla a ella; pero Rem le dice que si piensa hacer eso lo matará.

Luego que Light termina de hablar con Misa, L afirma que Light ha sido su primer y mejor amigo. Light, sorprendido, le corresponde la amistad, diciéndole que lo echa de menos en la universidad. Light luego afirma que es amigo de Hideki Ryūga, pero Kira es el enemigo de L y el resto pasa a segundo plano. L llega a la conclusión de que los dos Kira se pudieron haber reunido.