Dead or Alive 3 hikayesi, DOATEC'in Omega Projesi aracılığıyla nihai insan silahını yaratma girişimine odaklanır. Olayların özeti: - Genra, Mugen Tenshin Ninja Klanının Hajin Mon lideri, DOATEC tarafından süperinsan Omega'ya dönüştürülür. - Hayate, Ayane ve Ryu Hayabusa, Omega'yı yenmek ve olası yıkımları durdurmak için üçüncü Dead or Alive turnuvasına katılırlar. - Kasumi, kardeşini bulmak ve onu yüksek vasıflı ninja suikastçılarından korumak için turnuvaya gelir. - Bayman, Victor Donovan'dan intikam almak için turnuvaya girer. Hikaye, karakterlerin kişisel motivasyonlarını ve aralarındaki karmaşık ilişkileri de içerir.