A história da série Channel Zero é focada em cima de vários assassinatos que tem grandes chances de estarem relacionados a um programa de TV infantil que era exibido na década de 80. Mike Painter (interpretado por Paul Schneider, das série Parks and Recreation, The Divide e The Tunnel) é formado em psicologia infantil e quando era ainda uma criança, testemunhou o estranho desaparecimento do seu irmão gêmeo chamado Eddie e de outras quatro crianças que moravam na sua mesma cidade Iron Hill no ano de 1988. Hoje já adulto decide retornar a sua cidade natal para poder investigar de perto tudo que realmente aconteceu quando era criança. Na série de TV Channel Zero, Mike vai ter que enfrentar a sua mãe que se chama Marla (interpretada por Fiona Shaw, das série True Blood e Maigret), hoje é uma mulher viúva que não faz nenhuma questão de relembrar esse passado tenebroso. Toda essa situação acaba se complicando ainda mais quando outras crianças também começam a desaparecer.