《歌舞青春3：毕业季》讲述了特洛伊（扎克·埃夫隆 Zac Efron饰）和女友盖比瑞拉（瓦妮莎·哈金斯 Vanessa Hudgens饰）即将高中毕业的故事。三年来，两人一同经历了许多风雨，却也不得不面对毕业后各奔东西的现实。他们原本希望进入同一所大学，继续维系这段感情，但家人的期望和各自的人生志向让两人逐渐产生分歧，争吵也随之增多。
为了珍惜共同度过的高中岁月，并迎接未知的未来，特洛伊和野猫队的伙伴们决定合力筹备一场音乐剧。与此同时，盖比瑞拉收到了斯坦福大学荣誉课程的通知，可课程时间恰好与毕业舞会冲突。面对难得的机会和即将到来的离别，她一时难以抉择。得知此事后，特洛伊虽然不舍与盖比瑞拉分开，仍劝她不要放弃机会，更不要因为感情而埋没自己的人生。最终，盖比瑞拉选择离开，也没能在毕业舞会前夕赶回来。此后，特洛伊和盖比瑞拉的爱情能否迎来圆满结局，仍成为两人必须面对的问题。
