Die OVA "Dirty Pair OAV 3" setzt die Abenteuer der beiden Trouble Consultants Kei und Yuri fort, die im Auftrag der 3WA (World Welfare Work Association) gefährliche Missionen übernehmen. In dieser Geschichte werden die beiden mit einer mysteriösen Bedrohung konfrontiert, die eine ganze Kolonie im Weltraum gefährdet. Die Handlung beginnt mit einem scheinbar routinemäßigen Auftrag, bei dem Kei und Yuri eine vermisste Person aufspüren sollen. Doch schnell stellt sich heraus, dass die Situation weitaus komplexer ist, als zunächst angenommen.

Die Kolonie, auf der die Handlung spielt, wird von einer Reihe unerklärlicher Vorfälle heimgesucht, darunter Sabotageakte und technische Ausfälle. Im Zentrum des Geschehens steht ein geheimnisvolles Artefakt, das möglicherweise außerirdischen Ursprungs ist und eine immense Macht besitzt. Kei und Yuri müssen nicht nur die Bedrohung neutralisieren, sondern auch verhindern, dass das Artefakt in die falschen Hände gerät. Dabei geraten sie in Konflikt mit rivalisierenden Fraktionen, die jeweils eigene Interessen verfolgen.

Die Charaktere Kei und Yuri bleiben ihrem bewährten Muster treu: Kei ist impulsiv und direkt, während Yuri eher rational und besonnen agiert. Ihre dynamische Beziehung und ihr humorvolles Zusammenspiel tragen dazu bei, die Spannung aufzulockern, ohne die Ernsthaftigkeit der Situation zu untergraben. Neben den beiden Protagonistinnen spielen auch die Bewohner der Kolonie eine wichtige Rolle, darunter Wissenschaftler, Militärangehörige und Zivilisten, die alle in die Ereignisse verstrickt sind.

Die Handlung entwickelt sich durch eine Mischung aus Action, Mystery und Science-Fiction-Elementen. Die OVA behält dabei den typischen Stil der "Dirty Pair"-Reihe bei, der durch schnelle Wendungen, überraschende Enthüllungen und eine Prise Humor geprägt ist. Die Geschichte endet mit einer Auflösung, die sowohl die unmittelbare Bedrohung beseitigt als auch Raum für weitere Abenteuer der beiden Heldinnen lässt.