《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。
商业联姻，素未谋面的两人在三年后都有意解除这段没有爱情的婚姻，阴差阳错多次相约末成，却因一次意外发生了亲密关系。两人再次相遇，错误的情感表达加深了彼此的误会。傅燕城得知盛眠就是Penny，并己怀有身孕懊悔不已，倾其一切挽回，两人解除误会，确认彼此真心，决定携手一生。
俄罗斯科学家创造了一位名为安娜·尼古拉耶夫娜·科罗尔克维奇的女警机器人队长，并将她派往一个省级城镇服役。安娜·尼古拉耶夫娜各方面都很完美，没有什么预兆麻烦，直到她的人性化程度过高。
该剧根据晋江文学城翘摇的小说《错撩》改编，讲述了财经记者和霸道总裁之间阴差阳错的爱情故事。
