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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。

　　现在，全世界所有人都在使用的智能手机App。
　　那里潜藏着无人知晓的存在·Applimonster，通称“Appmon”。
　　Appmon是具备能够自主思考行动的人工智能的App生命体，
　　在人类世界与数码空间的间隙中，为系统及人类发挥着机能。
　　但，潜藏在网络之海中的“凶恶的最终BOSS人工智能·利维坦”
　　化作病毒控制了Appmon们，并开始黑入各个系统，
　　企图从网络一侧控制人类的世界。
　　主人公少年·新海春，
　　获得了被伟大的意志引导的“App驱动”，
　　并使来自“App芯片”的搜索App·GATCHIMON实体化了。
　　隐藏在“App驱动”中的谜团，
　　处在Appmon所潜藏的网络世界与现实世界之间的不可思议的“场”，
　　以及2只Appmon进化的“App合体”到底是什么？“利维坦”真正的目标究竟是……！？
　　爱好读书的少年春，与搜索App的怪兽·GATCHIMON这一对凸凹组合，
　　奔驰于现代世界的新感觉搭档物语，
　　现在启动！

　　曾经，埼玉（古川慎 配音）只是一介平凡的上班族，某日，在偶然之中遇见了遭到变种螃蟹攻击的少年，心中升腾起了正义之感，对其出手相救。就此之后，埼玉幼年时代的英雄梦想在内心里死灰复燃，为了变得更加强大，埼玉开始了艰苦的训练，一晃眼数年过去，他仿佛脱胎换骨般的获得了异常强大的力量，但却付出了变成光头的代价。                                    
                               　　由于埼玉的力量实在是过于强大，无论面对如何可怕的敌人，都只需一拳就能分出胜负。之后，埼玉遇见了名为杰诺斯（石川界人 配音）的改造人，后者在领略了埼玉的绝对强大之后拜其为师。与此同时，埼玉和杰诺斯报名加入了英雄协会，成为了真真正正有名有号的英雄，就此开始了打击罪恶之旅。

　　第1回「君が好きだから」（著：井上美珠）                                    
                               　　第2回「溺愛デイズ」（著：槇原まき）                                    
                               　　第3回「愛されるのもお仕事ですかっ！？」（著：栢野すばる）                                    
                               　　第4回「待ち焦がれたハッピーエンド」（著：吉桜美貴）                                    
                               　　第5回「野良猫は愛に溺れる」（著：桜朱理）                                    
                               　　第6回「暴走プロポーズは極甘仕立て」（著：冬野まゆ）                                    
                               　　第7回「プリンの田中さんはケダモノ。」（著：雪兎ざっく）                                    
                               　　第8回「冷酷CEOは秘書に溺れるか？」（著：流月るる）                                    
                               　　第9回「総務部の丸山さん、イケメン社長に溺愛される」（著：有允ひろみ）                                    
                               　　第10回「152センチ62キロの恋人」（著：高倉碧依）                                    
                               　　第11回「私と彼のお見合い事情」（著：幸村真桜）                                    
                               　　第12回「4番目の許婚候補」（著：富樫聖夜） 

完全不相信妖怪存在的芦屋花绘，某天突然被一个毛茸茸的妖怪缠上，从此“葬送”了平凡的高中生活。

白樱学院高中一年级学生宗方实良，父亲是超人气费洛蒙演员宗方镜介。然而，实良的恋人竟然是的身为父亲的镜介。恩爱的两人周围，不断地出现打算干扰他们恋爱的人。以实良为目标的学生会长宇都宫贵之、贵之的义母、女演员宇都宫美月等......费洛蒙演员父亲和儿子的恋爱去向是？！