第三警区剧情以公安警务改革为背景，以一众青年男女警察的事业和爱情为主线，讲述了发生在一个基层派出所里的老中青三代民警身上的故事。
警务改革中，爱情和事业顺风顺水的市公安局督察支队民警李灿，被下派到梧桐街派出所第三警区，遇上了精明强干的女警长白小白。所长付志刚和他约定，只要泰紫能侦破三起刑事案件就可以帮他重回市局。就在李灿准备大展拳脚的时候，甘甜和李灿分手;而吴疆的背叛也让白小白伤心欲绝。
白小白和李灿同病相怜，两人相互鼓励，共同坚强面对。两人联手在警区同事们的配合下，连续侦破两起大案。李灿和王四维在巡查中，王四维为救李灿被砍断左手。绰号安全第一的贾豪杰为抢救保护人民生命财产安全英勇牺牲。一连串的磨炼让李灿成熟起来，他愈加坚定地热爱民警这份事业，也收获了白小白的芳心。
