《塔迪斯故事集》让深受喜爱的经典博士二人组重聚，他们会登上一艘非常特别的塔迪斯，进行一次穿越时空的怀旧之旅。再次饰演博士和旅伴的演员有：Maureen O'Brien（饰Vicki）和Peter Purves（饰演Steven）、Frazer Hines（饰Jamie）和Wendy Padbury（饰Zoe）、Katy Manning（饰Jo）和Daniel Anthony（饰Clyde）、Peter Davison（饰第五任博士）和Janet Fielding（饰Tegan）、Colin Baker（饰第六任博士）和Nicola Bryant（饰Peri）、Sylvester McCoy（饰第七任博士）和Sophie Aldred（饰Ace）。这些《神秘博士》传奇演员回归角色，回顾他们的冒险经历。在这个过程中，他们发现了一些新的东西，将让观众对每对永恒搭档的故事都有新的了解。《塔迪斯故事集》每集由不同的二人组出演，通过结合全新情节与经典集数，创作出了有着电影长片时长的一集综合节目。新情节由当前的剧集运作人Russell T Davies与之前的《神秘博士》编剧Phil Ford、Pete McTighe共同创作。该剧能让粉丝们重新发现他们喜欢的故事，同时邀请新观众探索《神秘博士》世界中的浩瀚神话。
元气少女丁了了（张楚寒 饰）是广角江夏的一名新人编导，她和丁满（谢兴阳 饰）一起住在舅舅留在国内的房子里。廉歌瑶（卢昱晓 饰）是《广角江夏》的实力主播，种种机缘巧合下，廉歌瑶成为了丁了了和弟弟丁满的合租室友。在这之前，跟丁了了成为室友的还有药剂学博士江侃（张康乐 饰）。发生了一系列乌龙事件后，两人从一开始的彼此看不顺眼变得互相理解。丁了了的热情开朗和乐观也慢慢打动了寡言冷淡的江侃，让他敞开心扉。丁了了对待工作的认真负责和与生俱来的不服输的正义感，更让江侃喜欢上了这个可爱的女孩。阳光帅气的跆拳道教练丁满，则与廉歌瑶从双向暗恋修成正果，享受着甜蜜的恋爱生活。
易小眠（江语晨 饰），一个前途无量的女钢琴家，却因为自己的秘密不得不放弃了舞台。她的生活被过去的秘密所笼罩，导致她沉浸在内心的痛苦中。北宇同（陈键锋 饰）是一个年轻有为的外科医生，他回国调查母亲死去的真相，却意外地帮助了易小眠重新找回了自信，两人之间逐渐产生了爱情。沙叶琪（巩新亮 饰）是一名职场女白领，她被父亲派遣去接近上司，却在接触过程中不断地被叶航轩所吸引。叶航轩是一个钻石王老五，一直在暗中寻找着昔日救赎自己的女孩，而这个女孩竟然就是沙叶琪自己。在故事的发展过程中，四个主要角色之间的命运交错，情感纠葛，最终导致了一系列的变化和转折。北宇同和易小眠在风雨中相互扶持，彼此帮助，最终走到了一起。而沙叶琪和叶航轩在解开过去的误会和矛盾后，也找到了彼此，走向了幸福的未来。
