《十二猴子》第三季是一部由导演Terry Matalas执导的欧美剧，主演包括亚伦·斯坦福、阿曼达·舒尔、柯克·埃斯沃多、芭芭拉·苏科瓦和埃米丽·汉普希尔等。这一季采用了一种非常罕见的播放方式：从5月19日到5月21日，用三天时间将全部10集播完。第一天播放4集，之后每天播放3集。该剧已提前获得第四季续订，并宣布这也是该剧的最后一季。
第三季的首集《Mother》中，在2163年末日来临时，Cole不顾一切地寻找Titan。与此同时，被抓住的Railly被迫做出一个艰难的选择。十二猴子军等待着「见证者」（The Witness）的降临。
在第二集《Guardians》中，Cole和Jones前往法国寻找Jennifer Goines，在那里他们遇到了一个危险的时间旅行团队——「守护者」（Guardians），这个团队是在第一次世界大战结束后形成的。
而在第三集《Enemy》中，Ramse带着一个被俘虏宿敌回到基地，并且信任的基础面临考验。Cole和Jones为了得到真相，将会做出哪些事情呢？
第四集《Brothers》中，Ramse和Cole勇敢地前往2007年，他们知道这是个陷阱，但也是杀死「见证者」的最后机会。然而当Cole发现一个令人心碎的真相后，他意识到这次任务既是陷阱又是机会。
在第五集《Casualty》中，众人迫切需要答案，但时间已经不多了。于是Jennifer和Deacon前往1989年盗窃一份神圣的宗教文件。Railly和Cole试图保守一个秘密，但当这个秘密即将曝光时，他们该如何应对呢？
在第六集《Nature》中，在1953年的十二猴子军诞生之际重逢的Cole、Railly与Gale再度相遇。Christopher Lloyd扮演着一个标志性反派角色的父亲。
而在第七集《Nurture》中，Cole和Railly必须做出无法用言语形容的决定，并且他们作出截然相反的选择。Railly向一个不靠谱朋友寻求建议时引起了Jones越来越大的怀疑。一场大混乱在一场大战中爆发。
第八集《Masks》中，朋友和敌人齐聚维多利亚时代的伦敦，静候「见证者」的到来。Cole和Railly穿越时间展开追踪行动。
在第九集《Thief》中，Cole和Railly终于了解了那个自称为「见证者」的男人令人伤心的生活故事。
最后一集《Witness》将所有剧情线索汇聚到Railly和Cole身上。Titan逼近，盟友被迫自相残杀， 见证者站在命运之门前……