《神秘博士第三季》中，医学生玛莎·琼斯在工作的医院被运送到月球时与博士相遇并联手，在氧气耗尽前追捕外星难民。之后他们穿越时空，经历诸多冒险，如遇到天使石像被困在过去，还与莎士比亚相遇等。在这一季中，博士的宿敌Master伪装成萨克森首相掌控地球，将博士老化900年并关在笼子里，还把全地球人当做奴隶制造武器，准备挑起宇宙大战。而玛莎则花了一年时间环游世界，寻找能阻止时间部落威胁地球的四种化学品。最终，在人类心灵力量与大天使网络的帮助下，博士复活，阻止了Master的阴谋。
裴淳华 大卫·田纳特 比利·康诺利 本·米勒 阿米莉亚·布摩 艾米莉亚·琼斯 鲍比·斯莫德里奇 西莉亚·伊姆里 安妮特·克罗斯比 罗恩·多纳基 本·普雷斯利 米歇尔·奥斯丁 艾莉克西娅·芭利尔
大卫·田纳特海莉·阿特维尔凯瑟琳·凯丽李·恩格里比罗森达·桑德尔马克·斯坦利尼古拉斯·平诺克舒巴姆·沙拉夫洛丽塔·查卡巴蒂凯文·埃尔登马克·夸特利伊莎贝拉·拉夫兰德克莱尔-霍普·阿什蒂优素福·凯尔科尔Thomas Sagana
大卫·莫瑞瑟 大卫·田纳特
克里斯托弗·埃克莱斯顿 比莉·派佩 大卫·田纳特 杰克·塔尔登 鲁珀特·范西塔特 约瑟夫·特雷曼 罗伯特·汉兹
大卫·田纳特 弗莉玛·阿吉曼 约翰·西姆
裴斗娜 杰米·克莱顿 蒂娜·德赛 塔彭丝·米德尔顿 马克思·雷迈特 米格尔·安赫尔·西尔维斯特 布莱恩·J·史密斯 托比·奥伍梅尔 弗莉玛·阿吉曼 帕鲁布·科里 阿方索·埃雷拉 泰伦斯·曼 达丽尔·汉纳 纳威恩·安德利维斯 奈斯鲍提斯塔 斯蒂芬·鲍克思 阿米拉·加扎拉 约书亚·格罗斯 埃伦迪拉·伊瓦拉 雅丽·乔维尔 西尔维斯特·迈可伊 Annie Munch 埃文特·斯特朗 马克斯·毛夫
基努·里维斯 凯瑞-安·莫斯 叶海亚·阿卜杜勒-迈丁 乔纳森·格罗夫 杰西卡·亨维克 尼尔·帕特里克·哈里斯 贾达·萍克特·史密斯 佩丽冉卡·曹帕拉 克里斯蒂娜·里奇 朗贝尔·维尔森 安德鲁·卡德威尔 托比·奥伍梅尔 马克思·雷迈特 约书亚·格罗斯 布莱恩·J·史密斯 埃伦迪拉·伊瓦拉 迈克尔·X·萨默斯 马克斯·毛夫 帕鲁布·科里 弗莉玛·阿吉曼 安德鲁·罗斯尼 里奥·盛 特尔玛·霍普金斯 约翰·盖耶塔 Donald Mustard 基姆·利布莱利 查德·斯塔赫斯基 朱利安·格雷 陈虎 史蒂芬·邓利维
约翰·西姆 里奇·坎贝尔 芮姬·阿约拉 汤姆·韦斯顿-琼斯 劳拉·埃尔芬斯通 卡尔·法雷尔 Dave Giffen Akshay Khanna Matt Wakeford
约翰·西姆 汤姆·克里斯蒂安 Laura Jeanne Jessye Romeo Chris Wilson
雪莉·亨德森 吉娜·麦基 莫莉·帕克 伊恩·哈特 约翰·西姆 斯图尔特·汤森德 基卡·马卡姆 杰克·谢菲尔德 恩佐·科伦蒂 莎拉-简·波茨 David Fahm 艾伦·托马斯 Peter Marfleet 内森·坎斯坦茨 安东·瓦朗西 Abby Ford Michelle Jolly 丽贝卡·伦科维茨 Vanessa Pratt Mark Sproston
金妮弗·古德温 杰森·贝特曼 关继威 福琼·费姆斯特 安迪·萨姆伯格 大卫·斯特雷泽恩 伊德瑞斯·艾尔巴 夏奇拉 帕特里克·沃伯顿 昆塔·布伦森 内特·托伦斯 邦妮·亨特 唐·雷克 麦考利·卡尔金 布兰达·宋 莫里斯·拉马奇 莉亚·莱瑟姆 雷蒙德·S·佩尔西 珍妮·斯蕾特 丹尼·特雷霍 马克·史密斯 汤米·利斯特 让·雷诺 塞西莉·斯特朗 朱恩·斯奎布 米歇尔·戈麦兹 戴维·法恩 约翰·雷吉扎莫 汤米·钟 艾伦·图代克 迈克尔·J·福克斯 乔希·达拉斯 彼得·曼斯布里奇 伊薇特·尼科尔·布朗 艾德·希兰
萨姆·沃辛顿 佐伊·索尔达娜 西格妮·韦弗 史蒂芬·朗 奥娜·卓别林 大卫·休里斯 凯特·温斯莱特 贝利·巴斯 吉奥瓦尼·瑞比西 杰梅奈·克莱门特 杰米·福雷特斯 埃迪·法可 克利夫·柯蒂斯 乔·大卫·摩尔 杰克·尚皮永 马特·杰拉德 科斯顿·约翰 菲利普·盖廖 布里坦·道尔顿 特里尼蒂·布利斯 小杜安·埃文斯
肖央 谭卓 乔杉 常远 张小婉
彭昱畅 张钧甯 王迅
Grace Dixon Oliver Goodwill Polly Kilpatrick Peter Knight Gary Knowles Natalie Martins 奥利弗·帕克 Simon Riordan Lucy Southal
黄渤 范丞丞 殷桃 常远 李嘉琦 刘雪华 付航 孙艺洲 张本煜 易小星 小爱 邓恩熙 李治良 刘西蒙 郝瀚 杜梦涵 庄园
杨烁 曾泳醍 韩雯雯 夏凡 张晓龙 朱孝天 杜淳 胡兵 赵子惠 魏积安 周笑莉 谢园 荣蓉
成龙 张子枫 梁家辉 此沙 文俊辉 周政杰 王紫逸 郎月婷 林秋楠 王振威
杰西·艾森伯格 伍迪·哈里森 戴夫·弗兰科 艾拉·菲舍尔 贾斯蒂斯·史密斯 多米尼克·塞萨 阿丽亚娜·格林布拉特 裴淳华 摩根·弗里曼 马克·鲁法洛 丹尼尔·雷德克里夫 尼克·威特曼
董洁 车仁表 黄志玮 陈孝萱 施羽 蔡君茹 张瑞珈
瑞恩·雷诺兹 休·杰克曼 艾玛·科林 马修·麦克费登 达芙妮·基恩
Taryn Manning Kevin Zegers Lauren Holly
演员：金妮弗·古德温 杰森·贝特曼 关继威 福琼·费姆斯特 安迪·萨姆伯格 大卫·斯特雷泽恩 伊德瑞斯·艾尔巴 夏奇拉 帕特里克·沃伯顿 昆塔·布伦森 内特·托伦斯 邦妮·亨特 唐·雷克 麦考利·卡尔金 布兰达·宋 莫里斯·拉马奇 莉亚·莱瑟姆 雷蒙德·S·佩尔西 珍妮·斯蕾特 丹尼·特雷霍 马克·史密斯 汤米·利斯特 让·雷诺 塞西莉·斯特朗 朱恩·斯奎布 米歇尔·戈麦兹 戴维·法恩 约翰·雷吉扎莫 汤米·钟 艾伦·图代克 迈克尔·J·福克斯 乔希·达拉斯 彼得·曼斯布里奇 伊薇特·尼科尔·布朗 艾德·希兰
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演员：萨姆·沃辛顿 佐伊·索尔达娜 西格妮·韦弗 史蒂芬·朗 奥娜·卓别林 大卫·休里斯 凯特·温斯莱特 贝利·巴斯 吉奥瓦尼·瑞比西 杰梅奈·克莱门特 杰米·福雷特斯 埃迪·法可 克利夫·柯蒂斯 乔·大卫·摩尔 杰克·尚皮永 马特·杰拉德 科斯顿·约翰 菲利普·盖廖 布里坦·道尔顿 特里尼蒂·布利斯 小杜安·埃文斯
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演员：肖央 谭卓 乔杉 常远 张小婉
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