《康熙微服私访记3》沿袭前两部借古讽今、针贬时弊的新派古装轻喜剧作品风格，分为“锦袍记”、“食盒记”和“铃铛记”三个单元故事组成。“锦袍记”中康熙（张国立饰）派大太监三德子（赵亮饰）回故里调查贪官一事，然而当牵扯进亲情之后事情开始变得难以取舍；“食盒记”由宜妃（邓婕饰）的亲戚噶礼送的食盒引发；而在“铃铛记”中，康熙竟然独身离宫，当起了普通老百姓。
1947年北京沁芳居酱菜铺老板严振声，因为哥哥帮自己去河北买大豆时路遇国军抢劫而死，为尽孝道从小过继给舅舅的严振声，要在妻子林翠卿之外，为亲生父亲俞老爷子再娶一房媳妇，为俞家传宗接代。俞老爷子看上了一心为父亲治病的牧春花，虽然是因为孝道娶妻，严振声和牧春花在接触中两人感情渐深。1950年新婚姻法颁布，严振声和牧春花离婚，在以后几十年的岁月里，严振声、牧春花、林翠卿一家仍然相互扶持，风雨共担
即将到站的缆车突然失控，如断线风筝一般从高空滑落，骤停悬于半空之中。车内七名乘客惊慌失措，然而这一切都是索道上的缆车司机——慧慧周的计划。原来，慧慧周的女儿离奇失踪。她握紧女儿日记本中留下的蛛丝马迹，寻找失踪的女儿…
杜叶（刘蓓 饰）是县长，丈夫左伟（吴刚 饰）是个普通警察，结婚多年杜叶因工作原因一直不想要孩子，这次却意外怀孕了，原来是左伟搞的鬼。杜叶勃然大怒，扬言要把孩子打掉，左伟告诉她如打掉孩子马上离婚。当从医生那里知道左伟己身患胃癌，而他自己还不知道时，杜叶暗自流泪，她决定把孩子生下来。不料杜叶出差遭遇车祸，孩子流产了，左伟怀疑杜叶故意为之，二人矛盾逾发加深。一个偶然的机会，左伟知道自己身患绝症，主动提出离婚，于是俩人达成了协议。一晃数日过去，杜叶抓的项目终于落实了，在庆功宴上她百感交集，她决定替左伟寻找根治癌症的良方，不料左伟并不领情......
楚雨荨是一名品学兼优的女孩，理想是进入当地有名的贵族学院艾利斯顿商学院学习，但并不殷实的家境让这一理想变得难以实现。楚雨荨的舅舅四处筹钱终于成功把她送进了艾利斯顿。在艾利斯顿有四个贵族子弟慕容云海（张翰 饰）、端木磊（俞灏明 饰）、上官瑞谦（朱梓骁 饰）和叶 烁（魏晨 饰），他们外形阳光帅气，家境富裕，被称为H4，成为全校大部分女生追捧的对象。楚雨荨对此却不以为然，这样的冷漠态度使得四个成天被人捧得很高的男生很吃惊，也因此结下了误会，处处互相较劲。然而，就在互相捉弄的过程中楚雨荨和四人竟然产生了亦敌亦友的感情，甚至和慕容云海和端木磊展开了一场三角恋……
法医医学生江蓠穿进一款解谜破案游戏，化身成为一名古代小任作。为了通关，江篱与任作沈修宁、捕头李沧浪联手，靠着科学的方式揭开迷信背后的悬案，还原真相，最终也在险象环生的案件中，寻觅到此生真爱。
落魄千金程又然为报弑母、夺家之仇换脸埋名，借用好友苏心悦的身份与星云集团继承人、杀母仇人之子许时安假意订婚。在搜集罪证的过程中，程又然的真实身份逐渐被许时安识破，然而，许时安没有揭露而是默默守护并暗中协助程又然的复仇计划。程又然剥开层层真相，发现当年的罪魁祸首竟另有其人。
1932年淞沪抗战期间，化名陶兰的日特策划毁灭中共地下党小组，清洗助战抗日的上海帮会排会。潜伏在排会的地下党员沈放死里逃生，接洽新的党组织烽火小组，调查前党小组和排会遇袭真相，后因斗争需要脱离排会打入敌特，遭追求进步的妻子洪瑾儿误解，排会分裂。1936年，陶兰冒充地下党潜回上海，与其安插在国民党特务机关的爪牙元杰勾结，拉拢排会陷害沈放，迷惑烽火小组，推行旨在破坏抗日激化国共矛盾的苍龙计划。沈放和烽火配合，迷惑国民党反共势力，积极引导洪瑾儿，争取排会长老昌叔和主张抗日的国民党干员周一帆、陈白羽，破获并粉碎苍龙计划，跟陶兰元杰彻底清算，付出巨大牺牲，取得胜利，团结抗日力量，投入全民族抗战洪流。
故事的主人公是反恐特战队队长钟原，他在执行任务中成功击毙了猛犸组织的二号人物，却因此引来了该组织的复仇行动。在解救妻子赵欣的过程中，钟原不幸被注射了一种病毒，导致他倍受折磨。与此同时，DK生物公司的董事长江寒（何晟铭 饰）邀请赵欣（牟星 饰）及其父亲参加公司的“有益菌”研究项目。赵欣是生化专业的高材生，也是钟原的初恋情人。在钟原所在的反恐指挥中心得知T国的请求后，决定派遣专家潜入DK公司调查。赵欣在失去爱子后主动请缨“退出现役”，深入虎穴，开始调查有关DK公司的情况。随着一系列接连不断的恐怖事件发生，一个名为“新纪元计划”的阴谋逐渐浮出水面。钟原尽管身处病痛之中，仍然率领乔大鹏、麦萌萌等特战队员，决定绝地出击。在他的爱妻赵欣和五年前“失踪”的战友陆豪的协助下，他们成功粉碎了恐怖组织的连环阴谋和生化袭击，揭露了江寒利用“有益菌”制造病毒的真实计划。
平凡自闭的宅女苏棠在一次“意外”事故后获得了超常能力，大脑被无限开发，获得了超级感官与最强大脑，为了找到自己身上的真相，她不得不协助警方破获各类稀奇古怪凶险惊人的案件，而每一宗案件的背后，似乎都有一位“神秘人”的身影，更离奇的是，这些凶案最终都指向苏棠的身世……
