Torchwood est une anagramme de Doctor Who. D'où vient donc ce nom ? Lors de l'apparition de la série Doctor Who, les vidéos pirates étaient difficiles à récupérer car un des employés de la société de production a eu l'idée d'intituler les cassettes Torchwood afin qu'il n'y ait pas de disparition entre Cardiff et Londres. L'idée inspira le créateur Russell T. Davies qui décida de nommer sa nouvelle série du même nom.
Torchwood est en fait le premier spin-off de Doctor Who à voir le jour. Une tentative de spin-off de la série originale de 1963 a eu lieu, mais le pilote a finalement été transformé en un téléfilm intitulé K-9 and Company avec les personnages de K-9 et Sarah Jane Smith.
Torchwood est mentionné dans la série Doctor Who. La plupart des épisodes font en effet référence à l'institut Torchwood. L'épisode "Tooth and Claw" explique les origines de l'institut. Après le début de la série Torchwood, les références à celle-ci n'ont pas pour autant cessées.
Dans certains épisodes, les membres de Torchwood usent d'une drogue appelée "Retcon" pour effacer la mémoire des gens qui en savent trop sur l'organisation. "Retcon" est un terme dérivé de continuité rétroactive (retroactive continuity en VO) et est utilisée dans des séries fictionnelles, spécifiquement des comics books, quand des évènements changent ou effacent l'histoire pré-établie de la série.
Deux des personnages réguliers de la série, le Capitaine Jack Harkness et Toshiko Sato, sont apparus dans Doctor Who. Toshiko (Naoko Mori) était l'agent du gouvernement appelé pour pratiquer l'autopsie sur un corps d'alien dans Doctor Who : "Alien of London". Jack (John Barrowman) est apparu la première fois dans l'épisode "The Empty Child" et est devenu un des acolytes du Docteur. Sa dernière apparition a lieu dans "Parting of the way", dans lequel Jack vit des expériences qui auront plus tard des incidences dans son rôle dans Torchwood. Eve Myles joua un rôle similaire dans l'épisode "The unquiet dead", et il n'a pas encore été établi si oui ou non les deux personnages des deux séries ont un rapport entre eux.
Bien que Torchwood soit officiellement un spin-off de Doctor Who, son créateur Russell T. Davies en a eu l'idée avant de travailler à l'élaboration de Doctor Who.