《神探狄仁杰3》分为《凉州案-黑衣社》和《邗沟案-漕渠魅影》两个惊险绝伦、触目惊心的故事组成。故事承接第二部，狄仁杰（梁冠华饰）自连破幽州、并州、蛇灵、江州等一系列大案后，几经恳请，终于得武皇（吕中饰）允准回老家并州修养。然而就像护卫李元芳（张子健饰）所言，这看似颐养天年的平静中却蕴藏着更大的杀机与阴谋。
夏冬（朱亚文 饰）身为金牌商业考核师，正在停止一次失职考核时遭遇逆境，随着考核的深切，更掀开了他最伤痛的旧驲疮疤。里临种种谎止战重重阴谋，他僵持探寻真相、守卫诚疑，与劣同的女考核师简止（万茜 饰）同陪，配合匹敌商业敲诈。
警校最优秀毕业生小王，在旁人的惊叹声中， 毅然选择加入最危险的警种：缉毒警。在“冷 面骂将”师傅老王的教导下，小王很快踏上缉毒正轨，在曲折挫败中不断成长，捣毁某贩卖 第三代新型毒品毒贩组织。
情感专栏作家颜樱（郝蕾 饰）、室内设计师林朵渔（毛俊杰 饰）和在家开网店的家庭主妇纪琴（李舒桐 饰）是三个从大学开始就情投意合的好姐妹，而今她们看起来各自过得顺风顺水，却又如同难兄难弟一般经历了婚姻上的挫折。颜樱当初执意不要孩子，最终身为商人的丈夫方为纲（高亚麟 饰）出轨；朵渔和前夫韩彬（朱刚日尧 饰）缺乏沟通，二人渐行渐远；纪琴深陷婆媳相爱相杀的怪圈，身处其间的她和丈夫武墨（迟佳 饰）都很疲惫。而今顶着“前妻”头衔的三个人，依旧深陷情感泥潭中难以自拔。
