Người Thầy Y Đức 3 – Dr. Romantic 3 xoay quanh câu chuyện của ba nhân vật chính tại bệnh viện Doldam, gồm Boo Yong-joo, Seo Woo-jin và Cha Eun-jae. Họ đã cùng nhau đối mặt với những thách thức trong công việc và cuộc sống để cống hiến cho y học và cứu sống bao người. Boo Yong-joo là một bác sĩ tài ba với biệt danh “Bác sĩ Thiên tài”. Anh đã từ bỏ sự nghiệp trong ngành y để sống ẩn dật sau một bi kịch gia đình.

Tuy nhiên, anh đã quay trở lại với công việc để giúp đỡ các bệnh nhân tại bệnh viện Doldam. Seo Woo-jin là một bác sĩ trẻ bị đồng nghiệp tẩy chay sau khi phát hiện ra sự thật về một vụ tai nạn trong quá khứ. Anh đã phải đối mặt với những áp lực và khó khăn trong công việc, cũng như cuộc sống cá nhân của mình. Cuối cùng là Cha Eun-jae, một bác sĩ trẻ bị đình chỉ công việc do sai sót trong quá trình làm việc. Cô đã cố gắng vượt qua khó khăn để tái thiết lại sự nghiệp của mình và cống hiến cho bệnh nhân tại bệnh viện Doldam.