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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。

　　这是一部科幻类动画片，描写的是2050年时，在强化纸箱中以被称为LBX的小型战斗机器人进行对战的比赛已化为一股热潮的故事。

　　他们拥有梦想。                                    
                               　　总有一天，飞向广阔天空的梦想。                                    
                               　　知晓被玻璃遮盖的这片天空有多么遥远。                                    
                               　　遥远的未来。                                    
                               　　人类在荒废的大地上建设了移动要塞都市“种植园”，并讴歌着文明。                                    
                               　　在那当中建造的驾驶员居住设施“米斯特汀”，通称“鸟笼”。                                    
                               　　孩子们就住在那里。                                    
                               　　对外面的世界一无所知。                                    
                               　　对自由的天空一无所知。                                    
                               　　他们被告知的使命，只有战斗而已。                                    
                               　　敌人是一切都被谜团覆盖的巨大生命体“叫龙”。                                    
                               　　为了对抗尚未见过的敌人，孩子们乘上被称为“FRANXX”的机器人。                                    
                               　　他们坚信，乘坐其中，就是对自己存在的证明。                                    
                               　　有一位曾被称作神童的少年。                                    
                               　　代号016。名字是广。                                    
                               　　但他现在却跌落谷底。                                    
                               　　是不被人需要的存在。                                    
                               　　如果没有乘上FRANXX，就如同不存在一样。                                    
                               　　在这样的广面前，某天，一位被称作02的神秘少女出现了。                                    
                               　　她的额头，长着两根艳丽的角。                                    
                               　　“——找到了哦，我的DARLING”                         

　　故事发生在名为“小鸟游事务所”的偶像事务所之中，这里是孵化未来闪耀着耀眼光辉的偶像的巢穴。                                    
                               　　外表冷漠但内心却隐藏着巨大的热情的和泉一织（增田俊树 配音）、非常讨厌演艺圈里的歪风邪气的二阶堂大和（白井悠介 配音）、心思细腻十分懂得为他人着想的和泉三月（代永翼 配音）、身体协调能力非常出色，台上台下判若两人的四叶环（大桥贤一郎 配音）、个性认证又温柔，对人对事有着强烈责任感的逢坂壮五（阿部敦 配音）、身世十分复杂，外貌超群的六弥凪（江口拓也 配音）和总是无法拒绝他人请求的老好人七濑陆（小野贤章 配音），这七人聚集在事务所中，共同向着梦想努力。

　　时间是1968年，当学生运动愈演愈烈之际，某大学的医学部出现了一个奇怪的男子。他有着黑白相间的头发，全身到处都是伤痕，而带着伤疤的脸也成为注册商标。这个男人为了获得医师资格证而学习，他的名字是间黑男，并且他通过自己天才的能力，创造了无数的奇迹。并且被后人称为黑杰克。

　　神山健治和荒牧伸志拓展标性科幻系列《攻壳机动队》的视野，带大家想像不久之后 2045 年的未来世界。
　　电子脑罪案再次来袭，全义体人造人草薙素子带领公安九课见招拆招。
　　万众期待的第二季将于五月起全球上线，Netflix 独家！

　　由于一次意外，篮球健将长谷川昂（梶裕贵 配音）所隶属的篮球部被暂停活动一年。失去了最心爱的篮球，小昂的生活开始浑浑噩噩起来。经过阿姨篁美星（伊藤静 配音）的介绍，失意的小昂成为了私立慧心学园小学部的篮球教练。当小学部的篮球教练有什么意思？！虽然心有抵触，但小昂还是上岗了。
　　经过了一段时间的训练，小昂曾经瞧不起的女子篮球队居然爆发出了惊人的势力。稳重大气的凑智花（花泽香菜 配音），活泼可爱的三沢真帆（井口裕香 配音），个性爽朗的永冢纱季（日笠阳子 配音），别看她们的身板单薄，但各个都有着出人意料的长项。小昂对于篮球的热情被重新激起了，他们的目标是——向县篮球大赛冠军进发！