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电视动画《纯情罗曼史3》改编自日本漫画家中村春菊原作的漫画《纯情罗曼史》，亦是该系列动画的第3期，剧情从原作第11卷讲起。《纯情罗曼史》动画第3期制作的消息在2014年8月发售的单行本第18卷上公布。

电视动画于2015年7月8日在日本播出，在中国大陆的网络播放权由腾讯视频取得。

在哥哥的朋友、超有名的小说家（兼BL小说家）宇佐见秋彦以家庭教师身份的帮助之下，高桥美咲顺利地成为了大学生。美咲借着哥哥转职的机会寄住到宇佐见的公寓，在同居的过程中，他自觉到自己与宇佐见的关系，以及对于宇佐见感情的变化。某天，美咲得知自己总算升到了大学四年级而感到高兴，但转眼间他就迎来了更进一步的试练。

　　飞弹伤无（赤羽根健治 配音）表面看来是一个非常平凡的男孩子，在姐姐飞弹怜悧（衣川里佳 配音）的安排下，他进入了战略防卫学园阿塔拉克西亚学习，这里生活的女孩们都拥有着各自的魔导装甲，希望能够通过学习如何操纵它们来成为一名合格的战士。
　　实际上，飞弹伤无拥有着一项特殊能力，那就是通过触摸女孩们的身体来增加她们的装甲的威力。外冷内热嘴硬心软的千鸟渊爱音（影山灯 配音）、热情奔放身材傲人的优莉西亚（赤崎千夏 配音）、风纪委员姬川映流（长妻树里 配音），在学园里，飞弹伤无很快就交到了朋友。

　　樱丘高中的新学期开始了，这不仅仅意味着有许多新的面孔将出现在校园里，同时也意味着，一场轰轰烈烈的社团招募大战即将拉开帷幕。天然呆少女平泽唯（丰崎爱生 配音）对新的校园生活有着一份憧憬但也心怀忐忑，这时一个大大咧咧的女孩田井中律（佐藤聪美 配音）出现在了她的面前。在阿律的热情邀请下，有些迟钝的小唯莫名其妙的成为了“轻音部”的吉他手。来到轻音部活动室的小唯见到了贝斯手秋山澪（日笠阳子 配音），这个有些正经但又有些害羞的黑长直让小唯心生好感。但这时小唯才发现，这个传说中的轻音部，所有的社团居然就是她们三人，而按照学校的规定，凡是不满四人的社团就要被解散。怎么办？刚刚加入社团的小唯，立刻要开始为了保证社团不被解散而开始奋斗！

私立天堂学园顺利入学的主人公秀真子 青空ひまりと星川みつき。 憧憬着爱普莉的ひみの梦ゆめは、 要培养一万个朋友！ 可是，在那个害羞的金乔的阴影里， 可能有点难……。 这样的ひまり没想到要出道了！？ 好朋友心有余悸也说不出话来 “喜鹊”终于出来了！ 可是，不管怎么说 好像有“喜剧”……。 拥抱着Himitsu的Himitsu和Himitsu，两人的Ipri开始了！！

在少年支仓孝平（小野大辅 配音）的记忆中，自己好像一直都在转学中，这样的遭遇使得孝平很难拥有一段长久且稳定的友谊。这一次，孝平转入了修智馆学院，这所全日制的寄宿学校为孝平晦暗的心情带来了新的希望，孝平决定，一定要在这所学校里交到要好的朋友。                                                                      　　很快的，热情善良的孝平身边就聚集了一群朋友们。阳光健气的千堂瑛里华（神田理江 配音），娇小害羞的东仪白（峰岸由里香 配音），沉默冷静的红瀬桐叶（鸣海绘里香 配音），这些可爱女孩子们的存在丰富了孝平的课余生活，但在交往的同时，孝平也在不经意间发现了她们的秘密，这也为他进入学生会这“狼窝”奠定了基础。

　　阳光明媚的一天，东都体育场正进行一场东京Spirit和大阪钢巴的精彩足球比赛，江户川柯南（高山南 配音）、灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士以及少年侦探团的伙伴们齐齐到场呐喊助威。城市的另一边，事务所内的毛利小五郎（小山力也 配音）却接到一通恐怖袭击的电话。经过一番努力，小兰（山崎和佳奈 配音）终于摆脱新一解开了犯人留下的暗语，成功拯救了无数人的生命。在此之后，警方和毛利一方锁定了数名嫌疑人，并随之展开调查。与此同时，躲在暗处的犯人继续策划新一轮的袭击，前所未有的大挑战，争分夺秒的对决，裹挟着无数怨恨的袭击强势袭来……
　　本片为日本J联赛创立20周年纪念作品，现役选手三浦知良、远藤保仁、今野泰幸、楢崎正刚、中村宪刚等人为片中本人的形象配音。