上村蒼（莉子）は、喧嘩ばかりの両親に嫌気が差して、中学3年の夏休みの間、祖母の家にこもっていた。そんななか街の小さなプラネタリウムで、同い年の青年・橘伊織（杢代和人）と出会い、初めて恋に落ちる。蒼は夏休みが終わってしまう前に伊織に告白しようと決心するも、“すれ違い”によってフラれたと思いこみ、それ以降、会うこともなくなってしまう…。3年後。高校3年生になった蒼は、両親の離婚をきっかけに、母・遥（国仲涼子）の母校に転校することになる。大学まで内部進学できるエリート校。その3年C組の教室で、伊織と運命の再会をしてしまう。蒼は気まずくて伊織を避けていると、同級生の佐々木真鈴（田中美久）にバイトに誘われる。家計を助けるために蒼は真鈴についていくも、それはパパ活だった。身の危険を感じて逃げようとした蒼を助けたのは、伊織だった。3年前の誤解を解こうと、蒼を夜の学校へと連れていく伊織。そこで、伊織が蒼に見せたものとは…！？初恋が再燃する蒼と伊織。しかし、“ある秘密”を抱える同級生・高梨琴音（秋田汐梨）が2人の恋を阻むことに…！一方、遥も、かつての恋人である橘豊（竹財輝之助）と親友の橘京子（酒井美紀）と保護者として再会。遥もまた、手放したはずの恋心に火がつき始めてしまうのだった……！

「3年C組は不倫してます。」は、クラスメイトとの禁断の恋、保護者同士の不倫、さらには教師と生徒の関係が複雑に絡み合うサスペンスドラマ。舞台は高校3年生のクラスで、主人公の上村蒼は、転校生として初恋の相手と再会するが、相手は同級生との結婚を控えています。彼の心の葛藤と再燃する恋が、周囲の不倫関係に影響を与えていく...18歳で成人を迎えた彼らが、初恋、妊娠、結婚、そして不倫という複雑な人間関係に翻弄される様子を描きます。蒼は恋の進展が不倫に繋がるか悩む一方、橘伊織は、医師を目指すエリートながら運命に翻弄されていく...やがて起こる事件は、愛や不倫、大人の真実を問いかける重要な要素になる。