Mange undersøgende dokumentarer har til formål at udfordre eller kritisere magtfulde institutioner, enkeltpersoner eller organisationer. Deres mål er at informere offentligheden om forhold, der ofte ikke er almindeligt kendte, og at holde magthaverne ansvarlige for deres handlinger. Undersøgende dokumentarer kan ses som en form for journalistik af offentlig interesse, og de kan spille en vigtig rolle i at kaste lys over korruption, uretfærdighed og andre forseelser.
Nogle velkendte eksempler på efterforskningsdokumentarer omfatter Michael Moores "Roger &Me" (1989), som så på virkningen af General Motors' fabrikslukninger på Flint, Michigan; Errol Morris' "The Thin Blue Line" (1988), som førte til gen- og frifindelse af en mand, der var blevet uretmæssigt dømt for mord; og Robert Greenwalds "Walmart:The High Cost of Low Price" (2005), som afslørede verdens største detailhandlers udnyttende arbejdspraksis.
Undersøgende dokumentarfilm kan produceres af filmstudier eller uafhængige filmskabere, og de kan distribueres på en række forskellige måder. Nogle udsendes på tv-kanaler; andre frigives teatralsk; og atter andre er gjort tilgængelige online. Undersøgende dokumentarfilm er blevet mere og mere populært i de senere år, efterhånden som publikum bliver mere interesseret i dokumentarfilm, der tilbyder dybdegående og kritiske perspektiver på vigtige emner.