《三国演义3D》以东汉末年为背景，天下大乱，诸侯并起。曹操挟天子以令诸侯，势力逐渐壮大。他率领大军南征，与孙权、刘备形成对峙。刘备三顾茅庐请出诸葛亮，诸葛亮足智多谋，为刘备出谋划策。在赤壁之战中，孙刘联军在周瑜和诸葛亮的指挥下，利用火攻大破曹操大军，奠定了三国鼎立的基础。此后，刘备占据益州，孙权巩固江东，曹操则继续在北方发展。关羽大意失荆州后，刘备为其报仇，却在夷陵之战中被陆逊击败。诸葛亮为兴复汉室，多次北伐，但最终未能成功。三国之间纷争不断，直至司马氏崛起，统一了天下。