电视动画片《异世界四重奏3》是《异世界四重奏》系列电视动画的第3期。于2020年3月31日《异世界四重奏2》最终话完结的同时宣布续作消息。
讲述天才发明家的小学生·狸猫，因事故而失去了心爱的姐姐，由狸猫开发的“姐姐·机器人”的故事
刻苦学习的高中3年生·唯我成幸，为了获得免除大学学费的“特别VIP推荐”资格，而要去担任为备考而苦战的同级生们的教育指导员。教导的对象是“文学之森的睡美人”古桥文乃和“机关精巧的拇指姑娘”绪方理珠这两位学园顶尖的天才美少女！原本以为她们的学习能力完美无缺，没想到对于不擅长的学科却完全无能……！？成幸一边被充满个性的“学不来女孩”们玩弄于股掌之间，一边为了让她们努力通过大学考试！无论学习还是恋爱都“学不来”的天才们的恋爱喜剧，就此开幕！！
从小便能看见妖怪的少年夏目贵志。自从他从祖母玲子那里继承了与妖怪成为主从并将其名字书写在上的契约书“友人帐”以来，便与自称为保镖的妖怪猫咪老师一同，开始了将名字返还给妖怪的每一天。夏目与各种各样的妖怪与善良人们相遇，在构筑温暖的场所同时，也反复寄托着想要守护重要之物的想法。
曾经，这是一个人类和魔法共存的世界，但一场意外的发生令魔法就此消身匿迹，一晃眼就是1000年过去，人类甚至连他们曾经拥有魔法这件事情都给忘记了。小日向满月（岛袋美由利 配音）是一名个性活泼开朗的女子高中生，不擅长拒绝的她无论别人拜托什么事情都会满口答应下来，因此在当地人缘非常的好。一天，小日向满月邂逅了一位名叫新月艾尔涅丝塔深海（种崎敦美 配音）的神秘少女，看上去冷漠孤傲拒人于千里之外的少女，也被小日向满月的热情给融化了。在新月艾尔涅丝塔深海的带领之下，小日向满月第一次知道这个世界上存在着人偶阿尔玛诺克斯，同时亦得知了魔法并没有完全绝迹的真相。
