Прошло почти четыре года после событий первого сезона сериала "Выхожу тебя искать 2". Братья Демировы продолжают работу в отделе «Р». Михаил, казалось бы, обрел стабильность: у него серьезные отношения с девушкой, и они даже планируют свадьбу. Денис же счастлив в семейной жизни, но мечтает о детях. После неудачных попыток зачать ребенка естественным путем, Ольга принимает решение об усыновлении, на что Денис соглашается.
В их жизнь вмешивается Рита, приемная дочь доктора Высоцкого, который исчез в Москве во время командировки. Рита пыталась самостоятельно найти отца, но в итоге обращается за помощью к Демировым. Она решает остаться работать в отделе «Р», чтобы продолжать поиски в свободное от работы время. Однако Рита скрывает от братьев важную деталь: три года назад она родила от Дениса дочь.
Сюжет сериала разворачивается вокруг семейных и профессиональных испытаний героев, их стремления к счастью и поиска ответов на важные жизненные вопросы. Братья Демировы, продолжая свою работу в отделе по розыску людей, сталкиваются с личными проблемами, которые заставляют их переосмыслить свои ценности и отношения друг с другом и со своими близкими.
