第11話と第12話の間には特別番組『「デスノート」の舞台裏ド?ンと見せちゃいますスペシャル!』が放送された（地上波での終了後に放送を開始したアニマックスを除く）。その内容は、本編第11話までの総集編や主要声優・監督へのインタビュー、アナウンサーのアフレコシーンが主たるものである。

2007年8月31日には『金曜特別ロードショー』にて、3時間の特別編である『ディレクターズカット完全決着版 ?リライト・幻視する神?』が放送（視聴率15.7%）され、2008年8月22日の『金曜特別ロードショー』では、第二部の特別編である『リライト2 Lを継ぐ者』が放送（視聴率11.8%）された。特別編の主な内容は、それぞれ第一部（第1話 - 第26話）と第二部（第27話 - 第37話）のテレビシリーズを総集して幾つかの新作カットを追加したものである。また、短縮化に伴って物語設定や時間軸の変更が施されている。『リライト2』の冒頭ではLとワタリが前作『リライト』のあらすじの解説を行った。

2007年10月20日からアメリカのカートゥーンネットワークで、10月26日からカナダのYTVの『BIONIX』枠で放送開始された。当初はカナダがアメリカより早い9月7日に放送される予定であったが、諸事情により放送延期された。カナダでは、日本のアニメは1年以上遅れてテレビ放送されることが普通だが、特例的に4か月あまりの遅れで放送された。

日本テレビではスペシャル『リライト2』の放送に伴って、2008年8月4日から8月22日まで第1部（第1話 - 第26話）が再放送された（2話連続で、1話目のエンディングと2話目のオープニングはカットされていた）。

日本テレビとNTTドコモが共同出資した有限責任事業組合『D.N.ドリームパートナーズ』が制作に関わった最初のアニメ作品でもある。
キャスト登場人物についてについては「DEATH NOTEの登場人物」を参照

夜神月 - 宮野真守

L - 山口勝平

弥海砂 - 平野綾

ニア - 日��のり子

メロ - 佐々木望

高田清美 - 岡村麻純（第一部）、坂本真綾（第二部）

魅上照 - 松風雅也

夜神総一郎 - 内田直哉

松田桃太 - 内藤玲

相沢周市 - 藤原啓治

模木完造 - 中井和哉

伊出英基、レイ・ペンバー - 石川英郎

宇生田広数 - 木内秀信

夜神幸子 - さとうあい

夜神粧裕 - 工藤晴香

ワタリ - 小林清志

リューク - 中村獅童

レム - 斉藤貴美子

シドウ - 矢尾一樹

南空ナオミ - 松井菜桜子

出目川仁 - 茶風林

アイバー - 桐本琢也

ウエディ - 長沢美樹

尾々井剛 - 梁田清之

樹多正彦、アンソニー・レスター、ロッド・ロス - 相沢正輝

紙村英 - 横尾博之

鷹橋鋭一 - 西凛太朗

奈南川零司 - 野島裕史

三堂芯吾 - 花輪英司

火口卿介 - 二又一成

葉鳥新義、リンド・L・テイラー - 徳本恭敏

ハル・リドナー - 渡辺明乃

ステファン・ジェバンニ - 高橋広樹

北村是良 - 池田勝

ロジャー・ラヴィー - 大竹宏

大統領 - 田原アルノ

スティーブ・メイスン - 小形満

ジャック・ネイロン - 松山タカシ

マット、渋井丸拓男 - 西村朋紘

恐田奇一郎 - 宝亀克寿

デリダブリー - 後藤哲夫

グック - 大西健晴

ナレーション、アラモニア・ジャスティン・ビヨンドルメーソン - 梅津秀行

森富美 - 森富美（日本テレビアナウンサー・本人役）（特別出演）

藤井恒久 - 藤井恒久（日本テレビアナウンサー・本人役）（特別出演）

ジェラス - 松山ケンイチ（特別出演）

スタッフ

原作 - 大場つぐみ、小畑健

監督 - 荒木哲郎

監督助手 - 伊藤智彦

シリーズ構成 - 井上敏樹

キャラクターデザイン - 北尾勝

総作画監督 - 北尾勝、加々美高浩

小物デザイン - 新妻大輔

美術監督 - 一色美緒

美術設定 - 杉山晋史

色彩設計 - 橋本賢

撮影監督 - 山田和弘

編集 - 肥田文

音楽 - 平野義久、タニウチヒデキ

音響監督 - 山田知明

プロデューサー - 中谷敏夫、田村学、丸山正雄

アニメーションプロデューサー - 橋本健太郎

アニメーション制作 - MADHOUSE

製作著作 - DEATH NOTE製作委員会（日本テレビ、D.N.ドリームパートナーズ、バップ、集英社、マッドハウス）

主題歌
オープニングテーマ

「the WORLD」（第1話 - 第19話）
作詞・作曲 - RUKA / 編曲・歌 - ナイトメア
「What's up,people?!」（第20話 - 第37話）
作詞・作曲 - マキシマムザ亮君 / 歌 - マキシマム ザ ホルモン
エンディングテーマ

「アルミナ」（第1話 - 第19話、SP『幻視する神』）
作詞・作曲 - 咲人 / 編曲・歌 - ナイトメア
「絶望ビリー」（第20話 - 第36話）
作詞・作曲 - マキシマムザ亮君 / 歌 - マキシマム ザ ホルモン
「ライトの演技」(SP2『Lを継ぐ者』)

「Coda?Death note」(最終話)

挿入歌「絶望ビリー」（SP『幻視する神』）
歌 - マキシマム ザ ホルモン
各話リスト

話数サブタイトル脚本絵コンテ演出作画監督放送日
（日本テレビ）
第一部
#001新生井上敏樹荒木哲郎荒木哲郎
恒松圭北尾勝
加々美高浩2006年
10月4日
#002対決高岡淳一伊藤智彦小林明美10月11日
#003取引サトウシンジ土屋浩幸青木真理子10月18日
#004追跡安濃高志羽生尚靖宮前真一10月25日
#005駆引米田光宏村山公輔
浜津武広
小森秀人11月1日
#006綻び小林靖子別所誠人おゆなむKim Dong seek11月8日
#007曇天米村正二平田敏夫伊藤智彦高岡淳一11月15日
#008目線井上敏樹別所誠人小林明美11月22日
#009接触福田道生岡崎幸男西城隆詞11月29日
#010疑惑高岡淳一長村伸治木下ゆうき12月6日
#011突入米村正二松尾慎羽生尚靖宮前真一12月13日
#012恋心井上敏樹安濃高志土屋浩幸青木真理子12月27日