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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。

工藤新一是全国著名的高中生侦探，在一次追查黑衣人犯罪团伙时不幸被团伙成员发现，击晕后喂了神奇的药水，工藤新一变回了小孩！新一找到了经常帮助他的阿笠博士，博士为他度身打造不少间谍武器。为了防止犯罪团伙对他进行报复，新一决定隐姓埋名，暗中追查他们，希望能得到解药。一日，新一 的女友毛利兰来到了阿笠博士的家寻找男友的下落，被小兰撞见的新一情急之下编造了自己名叫江户川柯南，随后柯南寄居在了小兰家。小兰的父亲毛利小五郎是一名私家侦探，新一可以籍着和他一起四出办案一起追查黑夜人的下落。柯南在小学认识步美等小学生，他们一起组织了一个少年侦探团，向罪犯宣战！

一心想成为幽灵猎人的天空寺尊于18岁生日时，收到来自十年前亡父生前所寄的幽灵眼魂（Ghost Eyecon）后，来自异世界的怪人——眼魔突如其来地出现在面前并盯上此物，甚至为救青梅竹马月村明里和御成而身亡。得到仙人的帮助之下而获得Ghost驱动器变身，成为假面骑士Ghost并得以九十九日短暂的生命复苏。为收集实现复活愿望的「15位伟人」眼魂，投身于影响世界命运的战斗中。

　　坂井悠二的高中生活刚刚开始，本将一直持续的平凡生活却因为一次偶然而发生了剧变。
　　回家途中，商店街的时空突然停止，这封闭空间中所有人的灵魂都被魔物吸去。而手持日本刀与魔物战斗的灼眼红发美少女，告诉了悠二惊人的真相“你已经死了，现在的你只不过是以另一种形态活着。”
　　接受了这个事实的悠二决定与这位灼眼红发美少女一起为世界而战，并以少女的武器名来称呼她为“夏娜”。为了世界的未来，夏娜被卷入了一次又一次的战斗之中，二人的羁绊就此展开。

　　伊里达游太（井上麻里奈 配音）只是一个平凡的高中男生，沉默寡言而又不露声色。一场意外之中他竟然灵魂出窍，就此来到了名为古来馆的公寓之中。为了找回肉身，游太必须找到隐藏在公馆之中的圣典，就这样，小小的一幢公寓成为了游太的整个世界。
　　呆萌可爱的当红偶像成木野美香丹（雨宫天 配音）、整天宅在家里沉迷于游戏之中的曳尾谷爱（寿美菜子 配音）、其貌不扬却身为超级黑客的台初明香（钉宫理惠 配音）、虽然身为灵媒师却不相信幽灵存在的秩父拉布拉（户松遥 配音），居住在古来馆的，是这些个性迥异稀奇古怪的房客们。在寻找圣典的同时，游太那神秘的过去也渐渐浮出了水面。