A 3. évad ott folytatódik, ahol az előző évad cliffhanger fináléja abbamaradt: a Galactica legénysége felfedez egy lakható bolygót, de a dolgok tovább bonyolódnak, amikor a cylonok megtalálják a bolygót, és békeajánlatot tesznek az emberiségnek.
Tigh, Tyrol és Anders vezetésével az ellenállás halálos támadásokat indít a Cylonok ellen Új Capricán. Adama pedig azon gondolkodik, hogy egy mentőakció erejéig visszatérjen-e a Galacticával Új Capricára.
A felkelők szerencsével és jó időzítéssel megakadályozzák sok ember kivégzését, majd nagy zűrzavart okoznak. A Cylon-ok kezéből pedig kezd kicsúszni Új-Caprica felügyelete. A Hármas egy álmot lát, miszerint Hera életben van. Később eljut az Orákulumhoz, aki elmondja neki, hogy az álom igaz. A gyermeknek azonban egyelőre nyoma sincs, hiszen még mindig Roslin-ék rejtegetik...
Új-Caprica-n az ellenállás rájön, hogy Tigh ezredes felesége áruló, ezért meg akarják büntetni. Végül az ezredesnek a saját kezével kell végeznie az asszonnyal és bár nagyon szereti, tudja, hogy nincs más választása. A Cylonok pedig rájönnek, hogy ezúttal vesztettek. Eközben Kara végre kimondja Leobennek, hogy szereti, ám a következő pillanatban már le is szúrja - ezúttal utoljára - a Cylont. Anders így talál rá, majd sietve visszatérnek a Csillagközire, ahol Kara rájön, hogy Kacey nem is az ő kislánya.
Tyrol is részt vesz abban a titkos törvényhozásban, amely a Galaktikán történik és azokat az embereket ítélik el, akik a Cylonok-kal vélhetően együttműködtek. Tyrol lelkiismerete azonban nem bírja sokáig és éppen jókor, hiszen majdnem egy ártatlan embert ölnek meg. Baltarnak eközben egy Cylon esküdtszékkel kell szembenéznie, akik el fogják dönteni, hogy a hajójukon maradhat-e, vagy meg kell halnia.
Kara és Tigh egyre gyakrabban szítanak haragot és ellenségeskedést az Új-Caprica-i túlélők és a flottán maradtak között, ráadásul a pilóták is hallgatnak rájuk. Baltar eközben segít a Cylonoknak, hogy életben maradhasson. Ők is a Föld koordinátáit keresik, de a Baltar adatai alapján odaküldött Cylon hajót egy halálos kór fertőzi meg. Baltarnak nem marad más választása: megpróbálja kideríteni, hogy mi állhat a hajón lévő Cylonok haldoklása mögött.
Adama és Roslin egy nagyon fontos kérdésben kell, hogy döntést hozzanak: használják-e az egyetlen lehetséges - de biológiai - fegyvert a Cylonok ellen. Az egyik Cylon eközben úgy gondolja, hogy Baltar tudja, hogy ki hozta létre azt a vírust, amely több társukkal is végzett.
Egy ember Adama múltjából visszatér, hogy bosszút álljon rajta. A visszatérése azonban több fontos és érdekes kérdést is felvet: például, hogy a Cylon-ok annak idején miért indítottak támadást a tizenkét kolónia ellen...
Adama egy boksz bajnokságot rendez a Galaktikán, hogy így vezesse le a legénységben felgyülemlett feszültséget. A versenyláz azonban agresszív meccshez vezet Kara és Lee közt. Az Új Caprica-i visszatekintések felfedik ellentétük eredetét.
A kolónia flottája éhezéssel küzd az étel-előállító berendezés megfertőződése miatt. Kat döntő szerepet játszik az űrön átvezető út sikerében - vagy bukásában.
Az algabolygón Tyrol felfedezi a mitikus templomot, ahol talán megtalálhatják a "Jupiter szemét", amely a legendák szerint megmutatja a Földre vezető utat. A felfedezés a Cylonokat is érdekli. Eközben Athena megtudja, hogy babája, Hera talán mégis életben van.
A templom ügyében D'Anna felveszi a harcot Adamával; Athena Helo segítségét kéri Hera kiszabadításához. Eközben Anders Apollóval együtt próbál elhárítani egy Cylon támadást.
Gaius Baltar a fogságban öngyilkosságot követ el, hogy megtudja vajon Cylon e. Eufórikus élményben van része, amikor kiderül, hogy Cylon, de aztán rögtön szerte is foszlik az öröme, mert valójában csak képzelte a történteket, hiszen közben újraélesztik a Csillagközin. Ezután elviszik kihallgatni, de természetesen Baltar csak azt hangoztatja, hogy ő ártatlan, ezért egy igen kellemetlen szérummal próbálják meg megtörni...
Egyre többen betegednek meg, de a Saggitaron kolónia egykori lakói nem akarják elfogadni az orvos, Dr. Robert gyógyszereit. Ráadásul furcsa módon, akiket kezelni kezdenek, azok is meghalnak. Egyre több haláleset is történik és kiderül, hogy valami nincs rendben az orvos körül...
Tyrol és felesége, Cally egy elromlott légzsilipben rekednek. Adama halott feleségére emlékezik; ezen a napon ülnék házassági évfordulójukat. Eközben Roslin elnök és Adama kapcsolata egyre inkább elmélyül.
Az egyik raptor egy rutinrepülést hajt végre, amikor egy meghibásodás miatt becsapódik az elnöki irodába. Szerencsére senki sem sérül meg, de az eset jól mutatja, hogy valami nincs rendben, mivel akár szabotázs is történhetett. Eközben Tyrol kerül annak a férfinak a helyére, akit Adama és Roslin lecsukatott a baleset miatt. Tyrol ekkor szembesül a lehetetlen munkakörülményekkel, és a hiányzó alkatrészek sokaságával...
Kara álmaiban továbbra is fel-felbukkan Leoben Conoy és a Capricán festett mandala képe. Őrjáratozás közben egy Cylon hajó üt rajta viperáján, ám később Tyrol nem tudja megerősíteni, hogy valóban találat érte gépét; ezért Adama admirális és Lee aggódni kezd Kara mentális állapota miatt.
Starbuck halála mindenkit megdöbbent és teljesen összezavar. Eközben hamarosan elkezdődik Gaius Baltar tárgyalása, amelyhez a bíróság tagjait sorsolással választják ki. Az egyik tag így Adama admirális lesz. Mivel Baltar ügyvédje meghal egy merényletben, egy új ember érkezik, hogy képviselje a vádlottat. Ő pedig nem más, mint Romo Lampkin, aki egykor Joseph Adama-tól tanult...
Baltar bírósági vallomása alapjaiban rengeti meg a flotta stabilitását, miközben Lee segíti Romo Lampkin-t, Baltar védelmében. Bár a Hatos számú elutasítja az efféle hiedelmeket, mégis úgy gondolja, hogy a követők többet tudnak Baltar valós természetéről, mint ő maga. Baltar tárgyalásán később Tight is tanúskodik a felesége, Ellen haláláról...
Miközben Baltar tárgyalása a végéhez közeledik, Tigh szeretné megfejteni a fejében hallot, furcsa zene üzenetét. A flotta kulcspozícióban lévő emberei megsejtik, hogy talán ők is Cylonok...
Edward James Olmos 
Mary McDonnell 
Jamie Bamber 
Katee Sackhoff 
James Callis 
Tricia Helfer 
Tahmoh Penikett 
Grace Park 
Michael Hogan 
Aaron Douglas 
