第三季将采用一种非常罕见的方式播出：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4集，此后每天3集。该剧已提前获得第四季续订，这是该剧的最后一季。 3×01《Mother》：在2163年的世界末日中，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。 3×02 《Guardians》：Cole和Jones前往第一次世界大战结束后的法国寻找Jennifer Goines，他们遭遇一个危险的时间旅行团队：「守护者」（Guardians）。 3×03《Enemy》：Ramse带着一个被俘的宿敌回到基地，信任的基础面临考验。Cole和Jones为了得到真相会做出哪些事情？ 3×04《Brothers》：Ramse和Cole鼓起勇气前往2007年——他们知道这要么是个陷阱，要么是杀死「见证者」的最后机会。但是当Cole发现一个令人心碎的真相之后，他意识到此次任务两者兼具。 3×05《Casualty》：众人急需得到答案，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，但是当这个秘密即将曝光的时候，他们要怎么做？ 3×06《Nature》：在1953年，Cole和Railly与Gale在十二猴子军诞生之际重逢。Christopher Lloyd扮演一个标志性反派角色的父亲。 3×07《Nurture》：Cole和Railly必须做出一个无法用言语来形容的决定，但他们的选择截然相反。Railly向一个不靠谱的朋友寻求建议，Jones的疑心越来越重。在一场大战之中，大混乱发生了。 3×08《Masks》：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。 3×09《Thief》：Cole和Railly终于知道了那个自称「见证者」的男人令人伤心的生活故事。 3×10《Witness》：所有剧情线索都汇聚到Railly和Cole身上。Titan逼近，盟友被迫自相残杀，「见证者」站到命运的入口。
演员：王骁 田曦薇 王传君 朱云峰 张瑞涵 姜冠南 马旭东 宋郁河 董宝石 雷佳音 扈耀之 张哲华 詹鑫 谭希和 任程伟 白志迪 赵达 闫佩伦 黄晓娟 王沛禄 徐冬冬 姚橹 周大勇 栾元晖 刘巴特尔 宗俊涛 鞠帛展 刘闯 宋熹 王正权 荣飞
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演员：黄晓明 蔡文静 谭卓 张博 林佑威 田蕾希 李春嫒 李强 颜世魁 邬立朋 刘恩尚 赵梦迪 武笑羽 闫勤 高爽 许之糯 赵圆圆 郭小炜 萧子墨 孙越 郭骁仪 罗晨心 任伊瑄 刘敏 吕鑫 柯国庆 尤勇智 赵雅莉 孔斐 方勇 练卓 胡涂 景岗山 王茂蕾 南伏龙 梅俪儿 徐洁儿 沈晓海 陈紫函 孙浩 门东毅 代文君 雷汉 刘凯 刘浩群 万梓婷
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