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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。

故事发生在一个名为霞之村落的村庄之中，在这里，伫立着专门培养女忍者的忍者学校私立志能备学园。万里小路隼人（远近孝一 配音）是一名平凡的二十四岁青年男性，因为背负了两百万日元的巨额债务，隼人逃到了村中，成为了学校里的老师，可是隼人并不知道这是一间如此特殊的学校。                                                                      　　和隼人一起来到学校的还有名为日向向日葵（松本华奈 配音）的女孩，向日葵很小的时候遭遇了一场空难，所幸得到了一名忍者的救助才幸免于难，从此，向日葵便立志也要成为一名忍者，因此来到了能备学园之中，只是，在这里学习的女孩们都是从小时候起便开始接受忍者训练的高手，而从小过着普通生活的向日葵在这里真的没问题吗？

1912年，实业家涉泽荣一请到了土御门家的阴阳师平井保昌和物理学家寺田寅彦施行东京改造计划，运用灵力保护国都。魔人加藤保宪唤醒了一千年前的叛臣平将门的怨灵，企图毁灭东京。他选择了将门末裔辰宫由佳理作为灵媒。在平井以及大文豪幸田露伴的守护之下，加藤的阴谋没有得逞，但由佳理腹中却开始孕育拥有恐怖力量的新生命。平井在明治天皇驾崩之日自杀。1923年9月1日，加藤引发了关东大地震，在殊死搏斗中幸田将其打伤，最终将门怨灵没有觉醒，东京被保住了。在涉泽的努力下，东京迅速重建。1927年，日本首列地铁即将开通，而加藤放出的魔物妨害了这项工程，寺田运用西村真琴发明的日本第一台机器人解决了问题。不久后，加藤的能力完全恢复，企图再次破坏东京……

　　来生三姐妹经营着一家名叫“猫眼”的咖啡店。其实，三姐妹是海恩茨的女儿，这位伟大的画家与收藏家，在三姐妹小时神秘失踪了，而随着父亲的失踪，家中的藏品也都一夜蒸发。于是，三姐妹白天是活泼可爱的少女，夜里变身成黑夜中的盗贼——“猫眼三姐妹”。她们只偷那些曾经是父亲的藏品，希望借此寻找到失踪的父亲的蛛丝马迹。而二妹来生瞳更是特殊，因为她的男友正是要逮捕“猫眼三姐妹”的年轻警察。真相与爱，黑夜中游走的三姐妹在一次次犯罪中找寻这些问题的答案。

小学时期，四位隶属游泳学会的成员于毕业前的大会夺得冠军，留下难忘的回忆后分道扬镳。时移世逆，于高中生活变得黯然无光的一位成员七濑遥，于某天突然遇上昔日的战友松冈凛。遥一边怀旧的同时向凛提出挑战，结果被对方压倒性击倒。以此为契机，遥决定跟目前同校的橘真琴和叶月渚重新集结，加上新成员龙崎怜，成立岩鸢高中的首个游泳部。充满跃动感的男子高中生，带着份外瞩目的上半身，展开了这个关于游泳、青春与羁绊的故事……

冥界篇的死斗之后。中了冥王哈迪斯的诅咒而丧失所有力量的星矢在雅典娜・城户沙织的看护下静静地生活着。但奥林匹斯十二主神之一的月之女神阿尔忒弥斯要将反抗神的星矢抹煞掉，于是派遣了三名天斗士（Angel）下人界。沙织为救星矢的性命，将女神的地位和地上世界的支配权交给了阿尔忒弥斯。成为大地之神的阿尔忒弥斯企图在大地上施下天罚令人类灭亡，而失去神力的沙织则通过流出自己的鲜血来保护人类。面对未曾有过的危机，本应失去力量的星矢重新站起，重新赶赴紫龙、冰河、瞬、一辉还有雅典娜的身边。然而天斗士们出现在星矢的面前并阻挡其去路，最后连奥林匹斯十二主神的阿波罗也降临了。面对全宇宙最强的神，赌上人类命运的最大的战斗开始了。