תמר רביניאן, האקרית מחוננת וסוכנת מוסד, מסתננת ללב טהרן על-מנת לנטרל את מערכת המכ"ם של צבא איראן, מה שיאפשר למטוסי חיל האוויר להפציץ את הכור הגרעיני האיראני.
בעקבות הרצח, עובדי חברת החשמל ותמר ביניהם מעוכבים לחקירה בבניין התחנה. טבריזי, סוכן מוסד מקומי, מנסה לחלץ את תמר בכל דרך אפשרית, כשבמקביל פראז, איש משמרות המהפכה, עולה על עקבותיה.
תמר יורדת למחתרת ומסתתרת אצל ארזו דודתה, שנותרה באיראן והתאסלמה. היא פועלת כדי להימלט באופן עצמאי מאיראן, כאשר פראז איש משמרות המהפכה וטבריזי סוכן המוסד מנהלים במקביל מצוד נרחב אחריה.
תמר מוצאת מקלט בקומונה של מתנגדי משטר צעירים. היחסים בינה לבין מילאד מתחממים בזמן שהוא עוזר לה עם תוכנית המילוט. פראז עוצר וחוקר את טבריזי, כאשר במוסד מתכננים תוכנית חילוץ.
תמר נוסעת עם מילאד וחברי הקומונה ל"רייב" מחתרתי. תמר נדרשת להוכיח את נאמנותה לתנועת ההתנגדות. הקרב בין פראז לטבריזי מגיע לנקודת רתיחה והם נאלצים לקבל החלטות אישיות שיחרצו את גורלם.
תמר ומילאד חוזרים לטהרן וסוחטים את איש הקשר. קדוש מנסה לשכנע את גורב לאשר את התוכנית של תמר, במקום הפעולה ה"רועשת" לניטרול המכ"ם. פראז משלם את המחיר על חיסולו של טבריזי, אך ממשיך להילחם למען אשתו.
תמר מרוסקת אחרי התקרית בקומונה וחוששת לגורלו של מילאד. קדוש מנסה לעזור לה להתאושש כדי שיוכלו לצאת לפעולה בתחנת החשמל. באיסטנבול חייו של אביה מרדכי תלויים על בלימה כשהמו"מ בין פראז למוסד משתבש.
הצצה אל מאחורי הקלעים של טהרן, כל מה שרציתם לדעת ולא היה לכם את מי לשאול: איך העתיקו את רחובות טהרן? האם ניב סולטן השתמשה בכפילה? איך היה לעבוד עם שחקנים בין לאומיים, וממה חששו השחקנים האיראנים?
בזמן שמטוסי F35 ישראלים מתקרבים לעבר הכור, תמר יוצאת עם מילאד וקדוש לפעולה בלב מטה הנ.מ. בטהרן, בנסיון לנטרל את המכ"ם ולהבטיח את שלום הטייסים. פראז שמצליח לעלות על עקבותיהם מאיים על הצלחת המבצע.
תמר רביניאן ניתקה קשר עם המוסד וחיה במחתרת בטהרן יחד עם בן זוגה מילאד כהאני. בעוד הם מתכננים לברוח אל הגבול מאיראן, המוסד שוב יוצר איתה קשר.
תמר נשארת בטהרן כדי לבצע משימה חדשה, ומילאד משוכנע שזו החלטה אובדנית. ראשת המוסד יוליה מגן מורה לסוכנת המוסד המקומית מרג׳אן מונתזמי לסייע לתמר.
פראז ויד ימינו עלי עורכים מצוד אחר תמר ומילאד. מרג׳אן חודרת לביתו של פראז כדי לנטרל אותו, במסווה של פסיכולוגית המטפלת באשתו הסובלת מאגורפוביה. תמר יוצרת קשר עם פיימאן, בנו של מוחמדי. מילאד לא עומד בלחץ.
מרג׳אן מפרה פקודה ולא מנטרלת את פראז, כדי שיהיה מקור מודיעיני על מוחמדי. תמר מוזמנת למסיבה של בני העשירים ומתכננת לשתול סלולרי ממולכד אצל פיימאן, בנו של מוחמדי. פראז מבין שפיימאן הוא החוליה החלשה.
מילאד נעצר על ידי משטרת טהרן בחשד למכירת סמים לריץ׳ קידס מטהרן. פראז ממהר לחקור אותו ותמר, שחוששת המוסד ינסה להורגו לפני שיישבר בחקירה, מנסה לחלצו. היא ממשיכה בהכנות להתנקשות במוחמדי ומרג׳אן נחלצת לסייע לה.
פראז נחשף לרעל שיועד למוחמדי ומצבו מידרדר. בעזרת תרופת הנגד, מרג׳אן סוחטת ממנו שיתוף פעולה. כשתמר ופיימאן מתקרבים, מילאד מפקפק באהבתה אליו. עלי חושד שפראז מסתיר ממנו מידע. פראז נאלץ לקבל החלטה קיצונית.
תמר לומדת מפיימאן על מרוץ מכוניות שאביו עומד לערוך מולו. למילאד יש רעיון כיצד לגרום בעזרת תמר למותו של מוחמדי במהלך המרוץ, אלא שרגעים לפני שהמרוץ יוצא לדרך, יש שינוי בתוכניות שמאיים על הצלחת המבצע.
תמר מאשימה את מילאד בגרימת מותו של פיימאן מתוך קנאה. פראז מתעקש שחייבים לחסל את מוחמדי לפני שיגלה שהמוסד הרג את בנו. מרג׳אן מצליחה להכניס את תמר לביתו במהלך ההלוויה כדי שתהרוג אותו.
מי נגד מי? לרגל העונה השלישית, הנה כל מה שאתם צריכים לזכור מעונה 2 של "טהרן".
איך היה החיבור ביניהם, מה היה הכי מסובך לצלם ואיך זה לשחק לצד יו לורי? ניב סולטן וששון גבאי, כוכבי "טהרן", מספקים לנו הצצה לעונה החדשה של "טהרן"
לאחר שמילאד נרצח בידי המוסד הישראלי וחייה ניצלו בנס, תמר חומקת מאנשי המוסד וממשמרות המהפכה. תגלית שהיא חושפת משנה את התמונה. פראז ונאהיד נלחמים על הישרדותם.
תמר נלכדת, מעונה ומוכה כשהיא חסרת אונים. פראז חש את אצבעות אויביו סוגרות על צווארו. אריק פיטרסון, המפקח, מטעם המערב, שלאיראן לא תהיה פצצת אטום, מסתבך במהלך ביקורת.
דניאל פליק, אחראי האפקטים הויזאוליים ב"טהרן", ויואל הרצברג, המנהל האמנותי, מספרים על האתגר הכי גדול שלהם העונה: בניית מפעל הצנטריפוגות
פראז הנואש מאלץ את תמר להגיע למקום המסוכן לה ביותר בטהרן. נאהיד מנסה לשנות את חייה וכורתת ברית. פיטרסון מתגלה במקום בו לא היה אמור להיות.
תסריט העונה השלישית של טהרן נכתב קצת לאחר מחאות הנשים בטהרן. הסיפור של מהסה אמיני, שנרצחה על ידי המשטר האיראני בשל "עטיית חיג'אב מרושלת", ליווה את הצוות והשפיע על הסט של מקלט הנשים, שניסה להיות כמה שיותר מנחם, עוטף וחם
מצבו של פיטרסון הלכוד הולך ומסתבך. נאהיד הופכת לנואשת. תמר חייבת לקחת סיכון ולהתקרב אל ראמין - המבריח הכל יכול בטהרן.
פראז מציע הצעה מפתיעה שקשה להאמין לה. תמר וניסן מהמרים על גורלם. פיטרסון חושף את פניו האמיתיות.
משימה בלתי אפשרית גרסת תמר רביניאן: כולנו נשארנו פעורי פה כשניב סולטן זינקה על משאית דוהרת בפרק 4. אימונים מפרכים? גמישות יתר? יצאנו למאחורי הקלעים להבין איך היא עשתה את זה
תמר וניסן חייבים להיחלץ ממצב בלתי אפשרי. פראז מוכיח את עצמו, אבל נאהיד מרגישה את לפיתתו סוגרת עליה. פיטרסון מחליט לפעול.
תמר מגייסת משתף פעולה לא צפוי. פיטרסון מתקרב להגשים את משימת חייו. נאהיד מקבלת את ההחלטה הקשה ביותר. ניסן נאלץ להתמודד עם עברו המדמם.
פיטרסון משלים את משימתו, ומגלה את כוונתו המדהימה והקטלנית. נאהיד ותמר סוגרות חשבון. תמר ופראז מתעמתים, וניצבים מול בחירות קשות. הספירה לאחור מתחילה, רגע האמת מגיע.
