Pırıl 3: Kayıp Anahtarın Gizemi, matematikçilerin gizemli biçimde ortadan kaybolduğu fantastik bir dünyada geçen macera dolu bir hikaye anlatıyor. Arkadaşı Deha’nın kaçırılmasıyla harekete geçen Pırıl ve arkadaşları, kendilerini sonsuz sayıda odası bulunan, hayal gücüyle çalışan sıra dışı bir otelde bulurlar. Bu gizemli yapının içinde, dünyayı kendi kurallarına göre yeniden şekillendirmek isteyen Bay Ze-Ze’nin planlarını durdurabilmek için efsanevi Sonsuzluk Odası’nın anahtarını bulmaları gerekmektedir. Yol boyunca Kristal Kadın, Sahanda Yumurta ve daha birçok ilginç karakterle karşılaşan ekip, farklı simülasyonlarda zorlu sınavlardan geçer. Ancak zamanla en büyük engelin karşılarındaki düşmanlar değil, kendi aralarındaki kırgınlıklar ve anlaşmazlıklar olduğunu fark ederler. Pırıl’ın liderliğinde birlik olmayı, hatalarından ders çıkarmayı ve birbirlerine güvenmeyi öğrenen çocuklar, yalnızca arkadaşları Deha’yı kurtarmakla kalmaz; Bay Ze-Ze’ye de sevginin ve dostluğun katı kurallardan daha güçlü olduğunu gösterirler. Fakat macera burada sona ermez. Otelin mimarı Atlas, elindeki güçlü Sonsuzluk Kalemi ile kaçmayı başarır ve böylece kahramanlarımızı bekleyen çok daha büyük bir mücadelenin kapıları aralanır.