《唐人街探案》系列電影大多都是走的推理搞笑路線，故事題材的足夠新穎、破案主線的邏輯足夠縝密以及奉獻了精湛演技的演員們，使這部系列電影口碑和票房雙豐收。很多業內人士都對該片的特別的推理方式讚賞有加。《唐人街探案3》的故事背景選在了日本，因為這是一個聞名全球的推理大國。而這部電影將依舊是一個以推理為主的案情。

在2015年，《唐人街探案》並不算高調的橫空出世，當時劉昊然算是大熒幕新人一枚，王寶強演藝事業也需要重新打造突破口，結果《唐人街探案》成了這對反差CP的新代表作。

《唐人街探案3》的劇情是在曼谷、紐約案件偵破之後，東京再出大案。唐人街神探二人組唐仁和秦風被同是偵探的野田昊邀請而再次出動，前往日本共同破案。而在第二部提及到的CRIMASTER世界偵探排行榜中的偵探們也都再次紛紛出現，想要一較高下，而在這個排行榜中的榜首位置的偵探Q也將出現，他們在這個撲朔迷離的案件中，強強對決，一場亞洲最強神探之間的較量就此展開。

唐仁和秦風受邀來到東京處理兩個敵對幫派的謀殺案，黑紅會和東南亞商會老大為了爭奪新新唐人街的開發權來到水居屋進行談判，期間傳出聲響，眾人衝進去，發現黑龍會的老大暈倒手裡拿有玻璃兇器，東南亞商會老大被刺他們手下趕緊護送去醫院，既然是密室殺人，活著的那個人肯定就是兇手了。

黑龍會老大為了擺脫嫌疑，讓唐仁和秦風擺脫接下了這個案子，期間遇到了日本神探野田昊和泰國神探傑克賈，一起來查這個案子。

但是案件很迷離，黑龍會老大已經獲得新唐人街的開發權，為什麼要刺殺東南亞商會的老大呢？可是是密室也不存在第三個人，破案陷入了絕境，突然發現了一個重要線索，一個花瓶，是黑龍會老大拿花瓶砸了東南亞商會老大，這是一個證據，證明黑龍會老大傷害過東南亞商會老大。

此時大家覺得黑龍會老大已經是兇手了，出來的時候碰到了東南亞商會老大的女秘書小林，透過小林的描述，案件並不那麼簡單，日本的警方也出動了。

為了查詢真相，唐仁和秦風來到停屍房檢查屍體，期間黑龍會的人，警方的人，泰國偵探的人連翻來找東南亞商會老大的屍體，發生了一系列搞笑的事情。

日本警方拿到了對黑龍會老大不利的證據，立刻逮捕了黑龍會的老大，眾人去找小林時，發現小林被綁架了，眾人趕緊去解救小林，原來是一個Q組織給秦風設定的測試，秦風第一個測試是一個問題，有兩個麵包，但是有三個乞丐，怎麼做到公平？第二個測試是東京的遊行找到了救小林的線索，三位偵探去通關，泰國偵探和日本偵探通關失敗，秦風和唐仁打敗了相撲，接下來的測試是，到涉谷，全球最繁忙的街口，讓秦風數下一次紅綠燈會路過多少人。透過測試後找到了小林，但是還有一個測試，小林被綁在水池，和嫌疑人的心臟綁在一起，秦風如果推掉嫌疑人，小林獲救，但是如果不推，小林會死。秦風會怎麼選擇呢？

嫌疑人為了誣陷秦風，自己跳下去自殺，日本警方逮捕了秦風，當然這也是秦風的計策，秦風順利的見到了Q組織的幕後黑手，原來就是日本的警方偵探，Q組織邀請秦風加入Q組織，但被秦風拒絕。接下來就是破案了，重新梳理案件，原來是東南亞商會的老大為了爭奪新唐人街的開發權，自導自演了一場戲，兇手是小林，小林在車上殺害了東南亞商會老大，目的是為了誣陷黑龍會老大，原來小林和黑龍會老大是父女，因為當初日本佔領東北的時候，派了開發團，但是戰敗開發團都回日本，黑龍會老大的父親逼他放棄了妻子和女兒，女兒和母親生活艱難，母親為了給女兒吃飯，偷蛋糕被抓，死在了牢裡，女兒為了報復父親，進行了復仇的計劃。

電影最後得知了Q的總部在倫敦，看來接下來還會有唐探4的出現。