Matt Smith, người đóng vai Doctor thứ mười một, tuyên bố rời khỏi Doctor Who vào ngày 1 tháng 6, 2013.[6] Trước khi Capaldi được tiết lộ sẽ trở thành Doctor tiếp theo, chủ đề này đã được bàn tán rộng rãi trên các phương tiện truyền thông.[7] Vào ngày 3 tháng 8, 2013, nhà cái William Hill dừng việc đặt cược khi khả năng Capaldi nhận vai trở nên quá cao.[8] Vai diễn của Capaldi được tiết lộ vào ngày 4 tháng 8 trong một chương trình tryền hình trực tiếp trên BBC One mang tên Doctor Who Live: The Next Doctor.[9] Chương trình được theo dõi bởi khoảng 6,27 triệu người ở Anh, và cũng được phát sóng tại Hoa Kỳ, Canada và Australia.[10]

Trong khi Capaldi là lựa chọn hàng đầu cho vai diễn, những diễn viên khác cũng đã được tính đến trong trường hợp ông từ chối lời mời. Ben Daniels, một trong những ứng viên tiềm năng sau tuyên bố ra đi của Matt Smith,[7] nói rằng ông đã từng được tiếp xúc để bàn về sự quan tâm của ông với vai diễn Doctor.[11]

Tác giả và nhà sản xuất Doctor Who Steven Moffat nói Capaldi "đã thoáng qua trong đầu của mình" trong khi tìm kiếm diễn viên cho Doctor thứ 12, nhưng ông đã bỏ ý tưởng này, cho rằng Capaldi không thích hợp vào lúc đó.[3] Ben Stephenson cho biết Capaldi đã được đề nghị từ vài tháng trước khi được tiết lộ vào tháng 8 và một buổi thử vai bí mật đã được tổ chức tại nhà Moffat.[2] Capaldi chuẩn bị cho buổi thử vai bằng cách tải các kịch bản Doctor Who cũ từ Internet và luyện tập nó trước gương. Ở độ tuổi 55, Capaldi bằng tuổi với William Hartnell (Doctor thứ nhất) khi ông thử vai,[3] và sẽ là người già nhất kể từ Hartnell giữ vai chính này.[12] Moffat cảm thấy một diễn viên lớn tuổi sẽ thích hợp để kế thừa một diễn viên trẻ tuổi, vì nó góp phần thay đổi bộ mặt và làm giảm đi những sự so sánh."[13]

Capaldi từng xuất hiện trong dòng Doctor Who. Ông từng thể hiện Lucius Caecilius Iucundus trong tập phim "The Fires of Pompeii" vào năm 2008,[3];[14] Capaldi cũng xuất hiện với vai John Frobisher trong Children of Earth.[3][15]