Lov3 conta a história de três irmãos – Ana (Elen Clarice) e os gêmeos Sofia (Bella Camero) e Beto (João Oliveira) – que moram em São Paulo e que se recusam a experimentar amor, sexo e relacionamentos da mesma forma que seus pais. Essa aversão ao convencional se torna ainda mais latente quando a mãe deles, Baby (Chris Couto), decide abandonar o marido, Fausto (Donizete Mazonas), e um casamento de 30 anos. A mudança faz com que os três irmãos abram seu coração e sua mente para novas oportunidades, tendo de lidar, agora, com as complicações da liberdade. Aos 33 anos, a mais velha do trio é Ana, que reata com o ex-marido Artur (Drayson Menezes), mas sem abrir mão de ficar com quem quiser. Já Sofia, de 24 anos, acabou de ser demitida do milésimo emprego e divide casa com um trisal que não a reconhece como parte da relação. Por sua vez, Beto é um jovem gay que só sente atração por homens héteros, de modo que precisa encontrar sua autoestima. Com personalidades muito diferentes, o trio navega por conceitos como poliamor, relacionamento aberto, trisal e sexo virtual, além de questões de gêneros.