第三局李世石再次执黑先行，以“中国流”开局。阿尔法白8挂角后脱先，白10大飞守角，这样对付“中国流”的下法，在职业棋手的棋谱里还没出现过。面对黑13，白14又是在职业棋谱里基本没出现过的。李世石黑15马上分断攻击，棋局很快进入激战。白34不同于人类思路，古力的第一感是间隔过远，细看之后发现是不错的一手。白36的小飞再次出“人”意料，古力觉得偏软，李世石下出了职业棋手们力主的严厉的黑37，但是战斗到白70，依然是黑棋稍稍不利。之所以如此，古力认为是因为黑59不当。
黑77是李世石石破天惊的一手，其意图显而易见，就是瞄着左上方的白棋，有了屠龙的想法。白80不同于人类的思路，换做职业棋手肯定先打吃。古力认为黑83应该拐出，但是李世石下了极为强硬的断，依然瞄着白棋大龙。然而李世石左上方没有做先尖顶后拐的先手交换，白90后大龙已经很难硬杀了。
白98封住大空后，柯洁断言“李世石又输了”。白100和102两手很损，抢到先手后跑到左上角稳健做活大龙，阿尔法似乎发出了胜利的宣言。
面对没有失误又大局观极强的阿尔法，国家少年队教练黄奕中认为即使柯洁出场也下不过。古力认为，如果4、5个棋手组团作战，把人类的失误降到最低，或许有希望战胜阿尔法。
自从第一局开始，就有“阴谋论”说“李世石与谷歌有保密协议，比赛中不许打劫”，本局终于出现了多次打劫。黑123想挑起劫争，但是这次阿尔法也没有选择打劫，或许因为它觉得白124更大。黑125是李世石的最后一搏，但是客观而言很难成功。阿尔法的白126、130的应对跟人的思路一致，138却不简明，给了李世石选择复杂劫争的机会。但是李世石却没有选择打劫，引起很多观战者的哗然，“保密协议”的说法又喧嚣尘上。然而柯洁和古力都判断，此时打劫黑方劫材明显不足。
黑147终于做出阿尔法不能避免的劫争，虽然这个劫远没有137时打吃做劫严厉，但是黑方劫材多了，不过柯洁说此时即使劫胜也难以翻盘了。白174主动挑起新的劫争，“保密协议不许打劫”的流言不攻自破。白176“扑”之后，黑方劫材明显不足，李世石只好认输。
赛前几乎整个棋界都乐观地以为比分将是5-0，如果是4-1就是李世石“放水”。然而现实是冰冷的0-3，而比比分更冰冷的，是人类看不到战胜阿尔法的可能！第四局将于13日12点开赛，李世石还得继续饱受折磨，继续充当谷歌的“软件测试工程师”。
