一次恐怖分子炸弹勒索，本应部署妥当的围捕行动，被一名汽车经纪李坚强误闯战线，宋乐琦（
郭羡妮饰）虽把强成功救离险地，且拘捕恐怖分子头领，但也令部份恐怖分子逃脱，反恐部队损兵折将。恐怖分子威逼香港警方释放头领，开始一连串炸弹袭击恐吓。琦为应付人手不足问题，遂向各警察部门要求人手调配，中环警署探员姚丽花（佘诗曼饰）及唐宝儿（杨思琦饰）被调往保安科作支援。
姚丽花、唐宝儿进行反恐调查期间，遇上之前大难不死的李坚强（
谭耀文饰），李坚强正在把新车交予客人，却遇上恐怖分子炸弹袭击，新车被毁，最后更因姚丽花越帮越忙令李坚强被车行解雇，加上女友此时抛弃李坚强，银行封楼，李坚强一下子人生跌至谷底，更认定姚丽花是自己命中克星。宋乐琦决定兵行险着，以头领作引饵，经过一番火并，终成功把恐怖分子一网打尽。事件终告完结，宋乐琦、姚丽花、唐宝儿也建立起姊妹友谊，后来姚丽花、唐宝儿正式申请调职保安科，与宋乐琦并肩作战。三人情同三人情同姐妹，一起出生入死。
《无名天使3D》讲述香港警队CTU部门的反恐行动，引入高科技破案情节，题材新颖，独树一帜。剧中有三个性格各异的女主角，郭羡妮冷艳理智，佘诗曼率直爽朗，杨思琦外柔内刚，三位港姐同台竞技，英姿飒爽，并在利落的打斗戏中展现各自美好身材，画面美感十足。三个天使娇娃中，剧情更偏向佘诗曼扮演的姚丽花，这个角色有港式野蛮女友的风范，率直性情、分外讨喜，长卷发的造型又不失妩媚，在花拳绣腿中，“小蛇腰”身段格外抢眼。（腾讯娱乐评）
《无名天使3D》在借鉴《
霹雳娇娃》的硬件方面确实不遗余力，剧中有好莱坞式的激烈打斗，有令人目炫的武术招式，有港片常见的街头追逐和枪战，开篇几集几乎每隔五分钟均有一场大爆破场面，还有性感养眼的无线当家三花旦让观众大吃“冰激凌”，观赏指数大大升级。《无名天使3D》在一条激烈的动作线之外，也保留一条小市民喜爱的情感线，穿插在武戏之间的谈情说爱戏、生活化的小细节处理，化解过分硬朗的外线条，使剧集的味道与香港人的脉搏息息相关。（南方都市报评）