La storia di Diablo III affonda le radici nel passato del celebre universo Blizzard, ripartendo da New Tristram a vent'anni di distanza dalla sconfitta di Baal. Il Signore della Distruzione, fratello di Diablo e Mephisto, aveva infettato la Pietra del Mondo, l'antica roccia che per millenni aveva garantito l'ordine su Sanctuary. Per salvare l'umanità da un destino segnato, l'arcangelo Tyrael fu costretto a infrangere la pietra con la sua spada leggendaria, la Sciabola di Luce, cambiando per sempre le sorti del mondo. Gli eroi che riuscirono a sopravvivere agli eserciti dell'Inferno pagarono un prezzo altissimo: le loro fragili menti non riuscirono a reggere il peso di tali orrori, spingendoli verso la follia. Gran parte della popolazione di Sanctuary ha preferito dimenticare o considerare quelle gesta come semplici miti, mentre quei pochi testimoni oculari che hanno tentato di razionalizzare il passato vivono oggi ai margini della società. Ora, però, nuovi eroi sono chiamati a raccogliere l'eredità di quei veterani (il barbaro è l'unico dei sopravvissuti) per affrontare una minaccia ancora più oscura.
Sono passati vent'anni dagli eventi di Diablo II. Sebbene alcuni dei combattenti che affrontarono i Lord dell'Odio, del Terrore e della Distruzione portino ancora impresse le cicatrici di quella guerra, per il resto del mondo gli orrori dei Primi Maligni sono ormai leggenda. Eppure, a Tristram, un nuovo male si sta risvegliando, pronto a mietere la sua prima vittima eccellente: Deckard Cain.
Dopo la distruzione della Pietra del Mondo alla fine di Lord of Destruction, il mondo si aspettava un'invasione immediata da parte delle orde infernali, ma il silenzio che è seguito ha disorientato tutti. Deckard Cain ha trascorso gli ultimi due decenni studiando i tomi antichi, cercando di capire dove siano finiti gli altri due Maligni e perché le forze dell'Inferno non abbiano ancora sferrato l'attacco definitivo. Parallelamente, gran parte della narrazione ruota attorno a Tyrael, l'Angelo della Giustizia, e alle misteriose circostanze che hanno portato alla sua caduta."
Atto I (Nuova Tristram): Mentre Deckard Cain e sua nipote Leah esplorano la cattedrale di Nuova Tristram, una stella infuocata cade dal cielo. L'impatto trascina Cain nelle profondità del cratere. L'eroe, attirato dall'evento, giunge a Nuova Tristram trovandola invasa dai non morti. Dopo aver incontrato Leah, i due partono alla ricerca di Cain, ritrovandolo nei sotterranei della cattedrale, braccato dal fantasma del Re Leoric. Sconfitto il Re Scheletro, si scopre che la stella è in realtà un uomo: lo "Straniero". Privo di memoria, l'uomo ricorda solo di aver posseduto una spada, andata però in pezzi. Guidato da Cain, l'eroe recupera i frammenti affrontando la setta della strega Maghda. Nel momento in cui l'ultimo frammento viene ritrovato, Maghda rapisce lo Straniero e ferisce mortalmente Cain. Prima di spirare, il vecchio studioso riesce a ricomporre l'arma. Quando l'eroe la consegna allo Straniero nei sotterranei del maniero di Leoric, la memoria dell'uomo torna: si tratta dell'Arcangelo Tyrael, che ha rinunciato alla sua immortalità per sostenere l'umanità contro l'arcangelo Imperius.
Atto II (Caldeum): Dopo aver dato l'ultimo saluto a Deckard, il gruppo parte per Caldeum, città piagata dall'influenza di Belial, il Signore della Menzogna. Qui l'eroe elimina Maghda e ritrova Adria, la madre di Leah, data per morta anni prima. Adria rivela l'esistenza della Pietra Nera delle Anime di Zoltun Kulle, unico strumento in grado di imprigionare Belial. Nonostante i dubbi di Tyrael, l'eroe riporta in vita il folle stregone. Kulle, scoprendo che la pietra contiene già le essenze dei cinque Maligni (Diablo, Baal, Mephisto, Duriel e Andariel), si ribella e viene eliminato. L'eroe utilizza quindi la pietra per intrappolare l'anima di Belial, che si celava dietro l'identità dell'imperatore.
Atto III (Arreat): Una visione rivela che Azmodan, il Signore del Peccato e ultimo dei Maligni, ha lanciato l'invasione dal cratere del monte Arreat. L'eroe sbaraglia il suo esercito e le macchine da guerra, abbattendo infine lo stesso Azmodan e imprigionandone l'anima. È qui che Adria compie il suo vero piano: rivelatasi consorte di Aidan (il guerriero posseduto da Diablo nel secondo capitolo), trasferisce le anime dei sette Maligni nel corpo di sua figlia Leah. La giovane diventa così il ricettacolo di Diablo, che risorge come "Primo Maligno", potenziato dal potere di tutti i suoi fratelli. Adria svanisce e Diablo apre un portale verso il Paradiso Celeste.
Atto IV (Paradiso Celeste): Diablo assalta il Paradiso, ferendo Imperius e dirigendosi verso l'Arcata di Cristallo, cuore pulsante degli Angeli. Imperius, cieco di rabbia, incolpa Tyrael e l'eroe dell'accaduto. Ignorando le sue minacce, l'eroe libera gli arcangeli Auriel e Itherael, facendosi largo tra i demoni e il traditore Izual. Raggiunge Diablo mentre l'Arcata inizia a corrompersi; ne segue una battaglia leggendaria che culmina con la vittoria dell'eroe sul Primo Maligno.
Epilogo: Diablo, sconfitto, si disintegra in una pioggia di cenere, ma la Pietra Nera delle Anime precipita dal Paradiso, intatta, svanendo nel nulla: il suo destino rimane un inquietante punto interrogativo. Tyrael, nel frattempo, sceglie di non tornare alla sua forma originale, ma di restare un mortale per sedere tra i fratelli Arcangeli in qualità di Aspetto della Saggezza, colmando il vuoto lasciato da Malthael. Il fato di Imperius e le vere intenzioni di Adria restano, per ora, avvolti nel mistero.