สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 อ.ส.ม.ท. เป็นสถานีโทรทัศน์ภาคพื้นดิน (Terrestrial Television) แห่งที่ 4 ของประเทศไทย ดำเนินกิจการโดยบริษัท บางกอก เอ็นเตอร์เทนเม้นต์ จำกัด ภายใต้สัญญาสัมปทานกับบริษัท อสมท จำกัด (มหาชน) เริ่มแพร่ภาพเป็นปฐมฤกษ์เมื่อวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2513 เวลา 10:00 น. ในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ออกอากาศด้วยระบบวีเอชเอฟ ความถี่ต่ำ ทางช่องสัญญาณที่ 3 จนถึงปี พ.ศ. 2550 หลังจากนั้น จึงเปลี่ยนมาออกอากาศในระบบยูเอชเอฟ ทางช่องสัญญาณที่ 32 โดยที่เริ่มแพร่ภาพคู่ขนาน (simulcast) กับโทรทัศน์ระบบดิจิทัล ช่องหมายเลข 33 ภาพคมชัดสูง ของบริษัท บีอีซี-มัลติมีเดีย จำกัด ตามคำสั่งของศาลปกครอง ตั้งแต่เวลา 21:19 น. ของวันศุกร์ที่ 10 ตุลาคม พ.ศ. 2557 มีคำขวัญประจำสถานีฯ ว่า คุ้มค่าทุกนาที ดูทีวีสีช่อง 3 โดยมีประสาร มาลีนนท์ รักษาการในตำแหน่งกรรมการผู้จัดการ ตั้งแต่วันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2555 แทนประวิทย์ มาลีนนท์ ที่ขอลาออกเนื่องจากมีปัญหาเรื่องสุขภาพ
สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 เกิดขึ้นจาก บริษัท บางกอก เอ็นเตอร์เทนเม้นต์ จำกัด (อังกฤษ: Bangkok Entertainment Company Limited; ชื่อย่อ: บีอีซี.; BEC ปัจจุบันเข้าเป็นบริษัทในกลุ่มบีอีซีเวิลด์) ซึ่งวิชัย มาลีนนท์ ดำเนินการจดทะเบียนจัดตั้งเป็นบริษัท เมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2510 ลงนามในสัญญาดำเนินกิจการส่งโทรทัศน์ ร่วมกับบริษัท ไทยโทรทัศน์ จำกัด เมื่อวันที่ 4 มีนาคม พ.ศ. 2511 โดยมีอายุสัญญา 10 ปี ระหว่างวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2513-25 มีนาคม พ.ศ. 2523
โดยตามสัญญา กำหนดให้มีที่ดินไม่น้อยกว่า 6 ไร่ เพื่อก่อตั้งสถานีส่งออกอากาศ พร้อมทั้งสิ่งก่อสร้าง และอุปกรณ์การส่งโทรทัศน์ทั้งหมด รวมมูลค่าไม่ต่ำกว่า 25 ล้านบาท โดยจะตกเป็นกรรมสิทธิ์ของ บจก.ไทยโทรทัศน์ ทันทีเมื่อเริ่มส่งออกอากาศ แต่เมื่อลงทุนจริง บจก.บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ ใช้ทุนไปทั้งสิ้น 54.25 ล้านบาท สูงกว่าในสัญญาถึง 29.25 ล้านบาท และระหว่างร่วมดำเนินกิจการตามสัญญา ในระยะเวลา 10 ปีนั้น บจก.บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ ต้องจ่ายค่าตอบแทนแก่ บจก.ไทยโทรทัศน์เป็นเงิน 44 ล้านบาท และเงินสวัสดิการแก่พนักงาน บจก.ไทยโทรทัศน์อีกปีละ 1 ล้านบาท รวมเป็น 10 ล้านบาท รวมเงินจ่ายทั้งหมด 54 ล้านบาท
อนึ่ง บจก.บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ ได้รับอนุมัติให้ขยายอายุ สัญญาดำเนินกิจการส่งโทรทัศน์ กับองค์การสื่อสารมวลชนแห่งประเทศไทย (อ.ส.ม.ท.) ซึ่งแปรรูปจาก บจก.ไทยโทรทัศน์เมื่อปี พ.ศ. 2520 มาแล้วสองครั้ง คือเมื่อวันที่ 28 เมษายน พ.ศ. 2521 ขยายออกไปอีก 10 ปี ระหว่างวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2523-25 มีนาคม พ.ศ. 2533 และในวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2530 ขยายออกไปอีก 30 ปี ระหว่างวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2533-25 มีนาคม พ.ศ. 2563
ทั้งนี้เมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2513 ไทยทีวีสีช่อง 3 เริ่มทดลองแพร่ภาพออกอากาศ โดยใช้กำลังส่งเต็มระบบคือ 50 กิโลวัตต์ ด้วยเครื่องส่งขนานเป็นครั้งแรก ระหว่างเวลา 19:00-21:00 น. จากนั้นในวันที่ 15 เดือนและปีเดียวกัน ก็เริ่มทดลองแพร่ภาพแบบเสมือนจริง ระหว่างเวลา 09:30-24:00 น. และเริ่มออกอากาศอย่างเป็นทางการ ตั้งแต่วันพฤหัสบดีที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2513 ตามเวลาฤกษ์คือ 10:00 น. โดยมีจอมพล ถนอม กิตติขจร นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น ให้เกียรติเป็นประธานในพิธีเปิดสถานีฯ
อนึ่ง ตั้งแต่เดือนมีนาคม พ.ศ. 2540 ไทยทีวีสีช่อง 3 เริ่มออกอากาศตลอด 24 ชั่วโมง เป็นแห่งที่สองของประเทศไทย แล้วกลับมาเปิดสถานีฯ เวลา 05:00 น. และปิดสถานีฯ เวลา 02:00 น.อีกครั้ง ในเดือนสิงหาคมปีเดียวกัน ต่อมาในปี พ.ศ. 2548 จึงกลับมาออกอากาศตลอด 24 ชั่วโมงอีกครั้งจนถึงปัจจุบัน
เมื่อราวต้นปี พ.ศ. 2512 มีพิธีวางศิลาฤกษ์อาคารที่ทำการสถานีฯ บนที่ดินขนาด 6 ไร่เศษ บริเวณกิโลเมตรที่ 19 ถนนเพชรเกษม แขวงหนองค้างพลู เขตหนองแขม กรุงเทพมหานคร โดยอาคารดังกล่าวมีความสูง 4 ชั้น ภายในเป็นห้องส่งโทรทัศน์ ขนาด 600 ตารางเมตร 2 ห้อง, ขนาด 424 ตารางเมตร 2 ห้อง และขนาด 110 ตารางเมตรอีก 1 ห้อง โดยแต่ละห้องส่งจะมีห้องควบคุมเฉพาะ และยังติดตั้งจอขนาดใหญ่ มีความกว้าง 47 เมตร ความสูง 7.5 เมตร สำหรับแสดงภาพด้วยระบบไซโครามา ใช้ในการประดิษฐ์ภาพฉากท้องฟ้า ที่ช่วยให้เกิดเป็นภาพชัดลึก รวมถึงสามารถเปลี่ยนสีของฉากอย่างเสมือนจริง และเปลี่ยนความเข้มของแสงได้อย่างรวดเร็วและนุ่มนวล
ต่อมา บจก.บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ ดำเนินการแยกส่วนของสำนักงาน ไปยังอาคารเลขที่ 2259 ถนนเพชรบุรีตัดใหม่ และจัดสร้างห้องส่งโทรทัศน์บนชั้น 8 ของอาคารโรบินสัน จากนั้นเมื่อวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2529 จึงนำส่วนงานที่กระจายอยู่ 3 แห่ง มารวมศูนย์อยู่ที่อาคารวานิช 1 และ 2 บริเวณแยกวิทยุ-เพชรบุรี (ถนนวิทยุตัดกับถนนเพชรบุรีตัดใหม่) เพื่อเพิ่มความสะดวกให้การดำเนินงานคล่องตัวมากขึ้น และในราวปี พ.ศ. 2542 สถานีฯ ย้ายอาคารที่ทำการทั้งหมด ขึ้นไปยังอาคารเอ็มโพเรียม ถนนสุขุมวิท
ในปัจจุบัน (ตั้งแต่ พ.ศ. 2548) สถานีได้ย้ายมายังกลุ่มอาคารที่ทำการปัจจุบัน ซึ่งกลุ่มบีอีซีเวิลด์เป็นเจ้าของด้วยตนเองคือ อาคารมาลีนนท์ ทาวเวอร์ (เป็นสำนักงานใหญ่ของบริษัท เอสโซ่ ประเทศไทย จำกัด (มหาชน) แต่เดิม) เลขที่ 3199 ถนนพระรามที่ 4 แขวงคลองตัน เขตคลองเตย กรุงเทพมหานคร โดยอาคารเอ็ม 1 เป็นที่ตั้งสำนักงานบริษัทฯ และอาคารเอ็ม 2 เป็นส่วนปฏิบัติการออกอากาศ
สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 (ชื่อสากล: HS-TV 3) เป็นสถานีโทรทัศน์เพียงแห่งเดียวในประเทศไทย ที่ออกอากาศโดยใช้ช่องความถี่ต่ำ ในระบบวีเอชเอฟ คือช่อง 2 ถึงช่อง 4 โดยในระยะเริ่มแรก ใช้เครื่องส่งโทรทัศน์สีขนาด 25 กิโลวัตต์ จำนวนสองเครื่องขนานกัน รวมกำลังส่งเป็น 50 กิโลวัตต์ อัตราการขยายสายอากาศ 13 เท่า กำลังออกอากาศที่ปลายเสาอยู่ที่ 650 กิโลวัตต์ เสาอากาศเครื่องส่งมีความสูง 250 เมตร ความถี่คลื่นอยู่ระหว่าง 54-61 เมกะเฮิร์ตซ์ ใช้ระบบ ซีซีไออาร์ พาล (CCIR PAL) 625 เส้น เป็นแห่งแรกของไทย โดยส่งออกอากาศทางช่องสัญญาณที่ 3 ซึ่งสามารถให้บริการในเขตกรุงเทพมหานคร ปริมณฑล และจังหวัดใกล้เคียง รวมทั้งหมด 18 จังหวัดเท่านั้น คิดเป็นร้อยละ 20.64 ของพื้นที่ประเทศไทย นับเป็นสถานีโทรทัศน์สีแห่งที่สองของไทย ต่อจากสถานีโทรทัศน์สีกองทัพบกช่อง 7
นอกจากนี้ ภายในอาคารที่ทำการสถานีฯ ยังมีเครื่องส่งวิทยุกระจายเสียง ด้วยระบบเอฟเอ็ม มัลติเพล็กซ์ ผ่านคลื่นความถี่ 105.50 เมกะเฮิร์ตซ์ ที่ไทยทีวีสีช่อง 3 ได้รับสัมปทานมาพร้อมกับช่องสัญญาณโทรทัศน์ ตามรายละเอียดในสัญญาดำเนินกิจการกับ บจก.ไทยโทรทัศน์ อีกช่องทางหนึ่งด้วย ซึ่งในระยะแรกใช้ส่งกระจายเสียงภาษาต่างประเทศในฟิล์ม ขณะเดียวกับที่กำลังออกอากาศ ภาพยนตร์ต่างประเทศทางโทรทัศน์ ซึ่งออกเสียงบรรยายเป็นภาษาไทย ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีแบ่งช่องเสียงในการส่งโทรทัศน์ สามารถใช้การได้กับเครื่องรับโทรทัศน์โดยทั่วไปแล้ว จึงเปลี่ยนไปดำเนินรายการดนตรีสากล โดยใช้ชื่อว่า อีซีเอฟเอ็ม วันโอไฟว์พอยต์ไฟว์ (Eazy FM 105.5) จนถึงปัจจุบัน
ต่อมาในวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2530 บริษัทฯ ลงนามในสัญญาขยายเครือข่ายโทรทัศน์ทั่วประเทศ ร่วมกับ อ.ส.ม.ท. เพื่อดำเนินการจัดตั้งสถานีเครื่องส่งโทรทัศน์ พร้อมทั้งอุปกรณ์ออกอากาศร่วมกัน ระหว่างไทยทีวีสีช่อง 3 และไทยทีวีสีช่อง 9 จำนวนทั้งหมด 31 แห่ง ในระยะเวลา 5 ปี ตั้งแต่ต้นเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2531-กรกฎาคม พ.ศ. 2534 เป็นผลให้ทั้งสองช่อง สามารถออกอากาศครอบคลุมถึงร้อยละ 89.7 ของพื้นที่ประเทศไทย คิดเป็นศักยภาพของการให้บริการถึงร้อยละ 96.3 ของจำนวนประชากร โดยรับสัญญาณจากสถานีส่งหลักในกรุงเทพมหานคร ผ่านช่องสัญญาณของดาวเทียมอินเทลแซต และเครื่องรับสัญญาณไมโครเวฟ จากดาวเทียมสื่อสารของประเทศไทย
เนื่องจากไทยทีวีสีช่อง 3 ออกอากาศด้วยระบบวีเอชเอฟความถี่ต่ำ ช่วงระหว่าง 54-61 เมกะเฮิร์ตซ์ ซึ่งถูกรบกวนได้ง่าย และภาครับมีความซับซ้อน เนื่องจากอยู่ในย่านความถี่ต่ำ จึงมีขนาดความยาวคลื่นสูง ทำให้ต้องใช้สายอากาศรับสัญญาณ ที่มีความยาวและน้ำหนักมากกว่า สายอากาศที่ใช้รับสัญญาณโทรทัศน์ ระบบวีเอชเอฟความถี่สูง ซึ่งอยู่ระหว่างช่อง 5-ช่อง 12 นอกจากนี้ เมื่อกรุงเทพมหานครมีอาคารสูงมากขึ้น จำนวนประชากร และสิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ เพิ่มขึ้น จึงเป็นอุปสรรคที่ทำให้คุณภาพสัญญาณ ของไทยทีวีสีช่อง 3 ลดลงไปอย่างมาก เมื่อเทียบกับระยะแรกเริ่มของการออกอากาศ ดังนั้นราวปลายปี พ.ศ. 2546 คณะกรรมการกิจการกระจายเสียงและกิจการโทรทัศน์แห่งชาติ (กกช.) ในขณะนั้น จึงอนุมัติให้จัดสรรคลื่นความถี่ในระบบยูเอชเอฟ แก่ไทยทีวีสีช่อง 3 เพื่อใช้ออกอากาศทดแทนคลื่นความถี่เดิม เป็นจำนวน 5 ช่องสัญญาณ
สำหรับสถานีส่งหลักในกรุงเทพมหานคร บริษัท บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ จำกัด ร่วมกับ บริษัท ไอทีวี จำกัด (มหาชน) (ปัจจุบัน คู่สัญญาเปลี่ยนเป็นองค์การกระจายเสียงและแพร่ภาพสาธารณะแห่งประเทศไทย) ลงนามในสัญญาร่วมใช้เสาส่งโทรทัศน์ และระบบสายอากาศโทรทัศน์บนอาคารใบหยก 2 เมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2547 ก่อนจะเริ่มแพร่ภาพทางช่อง 32 อย่างเป็นทางการ ตั้งแต่เวลา 09:39 น. ของวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2548 ซึ่งในระยะแรกสามารถรับชมได้ ในพื้นที่กรุงเทพมหานคร, ปริมณฑล และอีก 17 จังหวัดใกล้เคียง โดยยังคงออกอากาศคู่ขนาน ในระบบวีเอชเอฟความถี่ต่ำทางช่อง 3 เพื่อทอดเวลาให้ผู้ชมสามารถเปลี่ยนแปลงระบบการรับชมได้ทันการณ์ จนกระทั่งวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2550 จึงยุติการออกอากาศระบบวีเอชเอฟ จากสถานีส่งหลักในกรุงเทพมหานคร และออกอากาศด้วยระบบยูเอชเอฟเพียงช่องทางเดียว
โดยสถานีเครือข่ายโทรทัศน์ส่วนภูมิภาค ซึ่งทาง กกช.อนุมัติคลื่นยูเอชเอฟให้อีก 4 แห่งประกอบด้วย จังหวัดเชียงใหม่ เริ่มแพร่ภาพทางช่อง 46 ตั้งแต่วันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2548, จังหวัดสุโขทัย เริ่มแพร่ภาพทางช่อง 37 ตั้งแต่วันที่ 5 ธันวาคม ปีเดียวกัน, จังหวัดนครราชสีมา เริ่มแพร่ภาพทางช่อง 41 ตั้งแต่วันที่ 29 พฤศจิกายน ปีเดียวกัน เดิมตั้งเสาส่งที่เขายายเที่ยง ตำบลลาดบัวขาว อำเภอสีคิ้ว ต่อมาย้ายไปที่ บ้านยางน้อย ตำบลบ้านใหม่ อำเภอเมืองนครราชสีมา, และจังหวัดสงขลา เริ่มแพร่ภาพทางช่อง 38 ตั้งแต่วันที่ 11 พฤศจิกายน ปีเดียวกัน
จากนั้นไทยทีวีสีช่อง 3 ดำเนินการทยอยเปลี่ยนอุปกรณ์เครื่องส่งใหม่ ซึ่งผลิตโดยบริษัท โรห์เดแอนด์ชวาร์ซ จำกัด (Rohde & Schwarz Co., Ltd.) จากสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี เข้าในสถานีเครือข่ายโทรทัศน์ทั่วประเทศ ซึ่งสามารถรองรับ การเปลี่ยนแปลงระบบออกอากาศ จากแอนะล็อกเป็นดิจิทัลในอนาคตด้วย โดยเริ่มใน 5 แห่งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2550 ได้แก่จังหวัดเชียงราย (ช่อง 8), จังหวัดลำปาง (ช่อง 6), จังหวัดสกลนคร (ช่อง 7), จังหวัดภูเก็ต (ช่อง 11) และจังหวัดชุมพร (ช่อง 11) โดยเปลี่ยนเพิ่มเติมอีก 7 แห่งในปี พ.ศ. 2551 ได้แก่จังหวัดยะลา (ช่อง 9), จังหวัดสระแก้ว (ช่อง 6), จังหวัดตราด (ช่อง 7), จังหวัดสุรินทร์ (ช่อง 7), จังหวัดแม่ฮ่องสอน (ช่อง 6), จังหวัดตาก (ช่อง 6) และจังหวัดตรัง (ช่อง 6)
ต่อมา เปลี่ยนเพิ่มเติมอีก 6 แห่งในปี พ.ศ. 2552 ได้แก่จังหวัดแพร่ (ช่อง 6), จังหวัดน่าน (ช่อง 7), จังหวัดเลย (ช่อง 12), จังหวัดเพชรบูรณ์ (ช่อง 11), จังหวัดระนอง (ช่อง 11) และจังหวัดพังงา (ช่อง 6) ท้ายที่สุดเปลี่ยนเพิ่มเติมอีก 2 แห่งในปี พ.ศ. 2555 คือจังหวัดขอนแก่น (ช่อง 7) และจังหวัดระยอง (ช่อง 6) ทั้งนี้ เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2552 ไทยทีวีสีช่อง 3 จัดตั้งสถานีเครือข่ายระบบยูเอชเอฟ ทางช่อง 55 เพิ่มเติมขึ้นที่จังหวัดสตูล เนื่องจากคลื่นความถี่ระบบวีเอชเอฟระดับสูง ช่องสัญญาณที่ 11 ซึ่งไทยทีวีสีช่อง 3 ใช้แพร่ภาพในเขตจังหวัดสตูลอยู่แต่เดิม เกิดรบกวนกับสัญญาณอื่น ในบริเวณชายแดนไทย-มาเลเซีย ต่อมาภายหลัง ดำเนินการย้ายสถานที่ตั้ง จากพื้นที่ราบภายในตัวเมือง ให้ขึ้นไปอยู่บนภูเขา ซึ่งเป็นบริเวณเดียวกับ สถานีเครือข่ายของ บมจ.อสมท
นอกจากนี้ ยังทยอยปรับปรุงระบบสายอากาศ ภายในสถานีเครือข่ายโทรทัศน์ทั่วประเทศ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2551 สำหรับสถานีเครือข่าย จังหวัดขอนแก่น (ช่อง 7), จังหวัดอุบลราชธานี (ช่อง 6), จังหวัดสุรินทร์ (ช่อง 7), จังหวัดแพร่ (ช่อง 6) และจังหวัดเพชรบูรณ์ (ช่อง 11) ดำเนินการเมื่อปี พ.ศ. 2553 สำหรับส่วนกลางที่กรุงเทพมหานคร มีการจัดตั้งสถานีเครื่องส่งโทรทัศน์ ระบบยูเอชเอฟหน่วยย่อยเพิ่มเติม โดยแพร่ภาพทางช่อง 60 เพื่อขจัดปัญหาในการรับสัญญาณ จำนวน 3 แห่งคือ บนอาคารจิวเวอรีเทรดเซ็นเตอร์ ถนนสีลม เขตบางรัก, บนอาคารแฟมิลีคอมเพล็กซ์ สี่แยกสุทธิสาร เขตพญาไท และบนอาคารเอ็มโพเรียม ถนนสุขุมวิท เขตคลองเตย และกำลังดำเนินการจัดตั้ง สถานีเครื่องส่งโทรทัศน์ระบบยูเอชเอฟสำรอง บนดาดฟ้าชั้น 36 ของอาคารมาลีนนท์ โดยคาดว่าจะแล้วเสร็จสมบูรณ์ ภายในเดือนเมษายน พ.ศ. 2556
ต่อมาช่วงกลางปี พ.ศ. 2556 ไทยทีวีสีช่อง 3 เปลี่ยนระบบควบคุมการออกอากาศเป็นดิจิทัล และตั้งแต่เวลา 10:10 น. วันที่ 17 ตุลาคม ปีเดียวกัน ไทยทีวีสีช่อง 3 เปลี่ยนระบบออกอากาศเป็นดิจิทัล รวมถึงตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2557 ทุกรายการที่ออกอากาศ ในทั้ง 3 ช่องระบบดิจิทัล ของไทยทีวีสีช่อง 3 ถ่ายทำด้วยระบบดิจิตอล ภาพคมชัดสูง พร้อมทั้งปรับสัดส่วนภาพที่ออกอากาศ จากเดิม 4:3 เป็น 16:9 ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ก็เริ่มใช้กับไทยทีวีสีช่อง 3 ในระบบแอนะล็อกด้วย ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายน ปีเดียวกัน
เมื่อวันที่ 26-27 ธันวาคม พ.ศ. 2556 กลุ่มบีอีซีเวิลด์ บริษัทแม่ของไทยทีวีสีช่อง 3 มอบหมายให้บริษัท บีอีซี-มัลติมีเดีย จำกัด บริษัทลูกอีกแห่งหนึ่ง เข้าประมูลช่องโทรทัศน์ภาคพื้นดินระบบดิจิทัล ประเภทบริการทางธุรกิจระดับชาติ ทั้งสามประเภทคือ รายการทั่วไป ภาพคมชัดสูง (ให้ราคาเป็นอันดับที่ 1), รายการทั่วไป ภาพคมชัดปกติ (ให้ราคาเป็นอันดับที่ 4), รายการเด็กและครอบครัว (ให้ราคาเป็นอันดับที่ 1) จากนั้นเมื่อวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2557 กสทช.ประกาศหมายเลขช่อง ที่แต่ละบริษัทซึ่งผ่านการประมูลเลือกไว้ ตั้งแต่วันที่ 24 มกราคม ในการประชุมร่วมกัน โดย บีอีซี-มัลติมีเดีย ผลปรากฏว่า รายการเด็กและครอบครัว ได้หมายเลข 13, รายการทั่วไป ภาพคมชัดปกติ ได้หมายเลข 28 และรายการทั่วไป ภาพคมชัดสูง ได้หมายเลข 33
และเมื่อ กสทช.อนุญาตให้แต่ละบริษัท ซึ่งจะรับมอบใบอนุญาตใช้คลื่นความถี่ ดำเนินการทดสอบสัญญาณ ผ่านอุปกรณ์รวมส่งสัญญาณ (MUX) ของผู้ให้บริการโครงข่าย ระหว่างวันที่ 1-24 เมษายน ปีเดียวกัน บีอีซี-มัลติมีเดีย ดำเนินการทดลองออกอากาศ รายการทั้งหมดจากไทยทีวีสีช่อง 3 ในระบบแอนะล็อก โดยคู่ขนานไปทั้ง 3 ช่องรายการบริษัทฯ และตั้งแต่วันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2557 ซึ่ง กสทช.กำหนดเป็นวันเริ่มต้น ออกใบอนุญาตใช้คลื่นความถี่ บีอีซี-มัลติมีเดีย ก็เริ่มออกอากาศรายการต่าง ๆ ตามผังที่กำหนดของแต่ละช่องทั้ง 3 ระหว่างเวลา 16:00 - 00:00 น. ของทุกวัน เนื่องจากผู้รับสัมปทานช่องสัญญาณที่ 32 ของโทรทัศน์ระบบแอนะล็อกเดิม ในชื่อไทยทีวีสีช่อง 3 คือ บจก.บางกอกเอ็นเตอร์เทนเม้นต์ เป็นคนละนิติบุคคลกับ ผู้รับใบอนุญาตใช้คลื่นความถี่ทั้ง 3 ของโทรทัศน์ระบบดิจิทัล คือ บจก.บีอีซี-มัลติมีเดีย จึงไม่สามารถนำรายการทั้งหมด จากช่องโทรทัศน์ระบบแอนะล็อกเดิม มาออกอากาศคู่ขนาน ทางช่องโทรทัศน์ระบบดิจิทัลทั้ง 3 ดังที่ดำเนินการมาในระยะทดสอบสัญญาณได้
จากกรณีดังกล่าว ผู้ชมที่เป็นสมาชิกเว็บบอร์ดชุมชนออนไลน์ พันทิป.คอม โต๊ะเฉลิมไทยจำนวนหนึ่ง วิพากษ์วิจารณ์อย่างรุนแรง โดยอ้างว่าผู้บริหารไทยทีวีสีช่อง 3 นำรายการที่เคยออกอากาศทางไทยทีวีสีช่อง 3 มาลงในผังของช่องระบบดิจิทัล โดยไม่นำรายการใหม่เข้ามา รวมทั้งกล่าวหาว่าไม่ออกอากาศครบทั้ง 24 ชั่วโมง กสทช.จึงเสนอให้ไทยทีวีสีช่อง 3 โอนถ่ายบัญชีรายได้ของรายการต่าง ๆ ทางช่องระบบแอนะล็อกไปยังช่องระบบดิจิทัล แต่ไทยทีวีสีช่อง 3 ยืนยันความเป็นคนละนิติบุคคล จึงทำให้ไม่อาจดำเนินการตามข้อเสนอของ กสทช.ดังกล่าวได้
ต่อมาในวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2557 กสทช.ลงมติเพิกถอนโทรทัศน์ระบบแอนะล็อก จากส่วนที่ให้บริการเป็นการทั่วไป จึงต้องยุติการออกอากาศ ผ่านระบบโทรทัศน์ดาวเทียม และเครือข่ายโทรทัศน์ทางสายเคเบิล ตามที่กฎหมายกำหนด ตั้งแต่วันที่ 2 กันยายน เป็นต้นไป โดยทางไทยทีวีสีช่อง 3 อาศัยความในประกาศคณะรักษาความสงบแห่งชาติ ฉบับที่ 27 ประกอบกับ ความในสัญญาสัมปทาน โทรทัศน์ระบบแอนะล็อก ซึ่งทำไว้กับ อสมท จนถึงปี พ.ศ. 2563 เพื่อรักษาสิทธิในการ ออกอากาศต่อไปตามเดิม วันต่อมา (3 กันยายน) กสทช.ทำหนังสือถึง ผู้ให้บริการโครงข่ายโทรทัศน์ ผ่านระบบดาวเทียมและสายเคเบิล ให้งดการแพร่ภาพ ไทยทีวีสีช่อง 3 ในระบบแอนาล็อก โดยกำหนดเวลาภายใน 15 วัน พร้อมทั้งเสนอ ความช่วยเหลือทางกฎหมาย เพื่อทำให้ไทยทีวีสีช่อง 3 นำสัญญาณจากช่องในระบบแอนะล็อก มาออกอากาศคู่ขนาน ทางช่องในระบบดิจิทัลได้ ไทยทีวีสีช่อง 3 นำความขึ้นร้องต่อศาลปกครอง ชั้นต้นวินิจฉัยให้ กสทช.กับผู้บริหารไทยทีวีสีช่อง 3 เปิดการเจรจากัน แต่ไม่ได้ข้อยุติ ศาลปกครองสูงสุดจึงเข้าไกล่เกลี่ย โดยทำข้อตกลงให้บีอีซี-มัลติมีเดีย นำสัญญาณภาพและเสียงทั้งหมด ของไทยทีวีสีช่อง 3 ในระบบแอนะล็อก ไปออกอากาศด้วยภาพคมชัดสูง ทางช่องหมายเลข 33 ของตนในระบบดิจิทัล ภายในวันที่ 10 ตุลาคม พ.ศ. 2557
สำหรับการออกอากาศ ช่องรายการในระบบดิจิทัล ของบีอีซี-มัลติมีเดีย มีการปรับปรุงผังรายการในระยะที่สอง ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2557 โดยช่อง 33 ภาพคมชัดสูง ออกอากาศระหว่างเวลา 16:00-00:00 น. ของทุกวัน, ช่อง 28 ภาพคมชัดปกติ วันจันทร์ถึงวันศุกร์ ออกอากาศระหว่างเวลา 06:00-00:00 น. วันเสาร์กับวันอาทิตย์ ออกอากาศระหว่างเวลา 11:00-00:00 น. และช่อง 13 สำหรับครอบครัว วันจันทร์ถึงวันศุกร์ ออกอากาศระหว่างเวลา 05:00-00:00 น. วันเสาร์กับวันอาทิตย์ ออกอากาศระหว่างเวลา 11:00-00:00 น. ทั้งนี้ บีอีซี-มัลติมีเดีย กำหนดแผนปรับปรุงผังรายการในระยะที่สาม ราวต้นปี พ.ศ. 2558 ทว่ามีคำสั่งของศาลปกครอง บังคับให้บีอีซี-มัลติมีเดีย นำไทยทีวีสีช่อง 3 ระบบแอนะล็อก มาออกอากาศทั้ง 24 ชั่วโมงเสียก่อน บีอีซี-มัลติมีเดีย จึงจำเป็นต้องถอนรายการต่าง ๆ ที่ออกอากาศอยู่เดิม ทางช่อง 33 ภาพคมชัดสูง ออกมาจัดแบ่งลงในช่อง 28 ภาพคมชัดปกติ และช่อง 13 สำหรับครอบครัวแทน โดยเฉพาะช่วงเวลา 06:00-09:45 น. ซึ่งแต่เดิม บีอีซี-มัลติมีเดีย มีนโยบายรับสัญญาณ จากไทยทีวีสีช่อง 3 ระบบแอนะล็อก มาออกอากาศคู่ขนาน ทางช่อง 13 สำหรับครอบครัวอยู่แล้ว เมื่อต้องปฏิบัติตามคำสั่งของศาลปกครองอีก จึงทำให้ช่วงเวลาดังกล่าว กลายเป็นการออกอากาศ เนื้อหาเดียวกัน คู่ขนานถึง 3 ช่องคือ ไทยทีวีสีช่อง 3 ระบบแอนะล็อก, ช่อง 33 ภาพคมชัดสูง และช่อง 13 สำหรับครอบครัว ซึ่งเท่ากับเป็นการซ้ำซ้อนโดยไม่จำเป็น
ไทยทีวีสีช่อง 3 มีรูปแบบการบริหารองค์กร โดยแบ่งหน่วยงานย่อยออกเป็น 18 ฝ่าย ประกอบด้วย ฝ่ายบริหาร, ฝ่ายผลิตรายการ, ฝ่ายข่าว, ฝ่ายรายการ, ฝ่ายออกอากาศ, ฝ่ายศิลปกรรม, ฝ่ายวิศวกรรม, ฝ่ายเทคนิคโทรทัศน์, ฝ่ายแผนงานวิศวกรรม, ฝ่ายไฟฟ้ากำลัง, ฝ่ายสถานีวิทยุกระจายเสียง (เอฟ.เอ็ม.105.5 เมกะเฮิร์ตซ์), ฝ่ายธุรการ, ฝ่ายบุคคล, ฝ่ายบัญชี, ฝ่ายการเงิน, ฝ่ายโฆษณา, ฝ่ายการตลาด และฝ่ายประชาสัมพันธ์
เมื่อปี พ.ศ. 2524 ไทยทีวีสีช่อง 3 โดยอนุมัติของ นายวิชัย มาลีนนท์ และผู้บริหารสถานีฯ ได้จัดกิจกรรมให้ผู้ชมร่วมเสนอคำขวัญประจำสถานีฯ ทว่าไม่มีคำขวัญใดที่ได้รับการคัดเลือก ทั้งนี้ ในอีกสามปีต่อมา นายวิชัย พร้อมด้วยผู้บริหารไทยทีวีสีช่อง 3 นำคำขวัญ ซึ่งได้มาจากการเสนอของผู้ชมในครั้งแรก มารวมเข้ากับแนวคิดของพนักงานเจ้าหน้าที่ของสถานีฯ จนกระทั่งได้คำขวัญว่า คุ้มค่าทุกนาที ดูทีวีสีช่อง 3 โดยนำมาเผยแพร่ออกอากาศครั้งแรก เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2527 เนื่องในโอกาสที่สถานีฯ มีอายุครบ 15 ปี ในวันที่ 26 มีนาคม ปีเดียวกันนั้น
ไทยทีวีสีช่อง 3 ได้ริเริ่มจัดทำนิตยสารรายการโทรทัศน์ เพื่อแจกฟรีแก่ผู้สนใจ ออกเป็นฉบับปฐมฤกษ์ เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2514 นับเป็นสถานีฯ แรก ที่จัดทำนิตยสารในลักษณะนี้ แต่สามารถดำเนินการได้เพียงประมาณสองปีก็หยุดไป แต่ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2518 สถานีฯ จึงฟื้นการจัดทำนิตยสารขึ้นใหม่อีกครั้ง นอกจากนั้น ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2520 ยังออกเป็นฉบับภาษาอังกฤษ และต่อมา มีการออกเป็นฉบับภาษาจีนอีกด้วย แต่ในปี พ.ศ. 2539 ยุติการจัดพิมพ์ลงแล้วในทุกภาษา และปัจจุบัน สถานีฯ จึงฟื้นการจัดทำนิตยสารขึ้นใหม่อีกครั้ง
ในยุคแรกของการออกอากาศ สถานีโทรทัศน์ทั่วโลก มักเกิดปัญหาความไม่เสถียร ของสัญญาณการออกอากาศ หรือปัญหากระแสไฟฟ้าขัดข้อง สำหรับในประเทศไทย เจ้าหน้าที่เทคนิคจะเตรียมสไลด์ภาพดอกไม้ชนิดต่าง ๆ ที่ประกอบด้วยตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ รวมถึงอาจมีชื่อย่อหน่วยงานภาครัฐ ที่ให้เช่าสัมปทานและคลื่นความถี่ พร้อมทั้งแถบบันทึกเสียง ประกาศขออภัยผู้ชมไว้อยู่เสมอ ทั้งนี้ สำหรับไทยทีวีสีช่อง 3 ญาดา ยมกานนท์ เป็นผู้ประกาศตามแถบบันทึกเสียงดังกล่าว โดยมีใจความว่า "สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 ต้องขออภัยท่านผู้ชมเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากกระแสไฟฟ้าขัดข้อง จึงทำให้การออกอากาศต้องหยุดชะงักไปชั่วขณะ ... และต่อจากนี้ไป ขอเชิญท่านผู้ชม ติดตามชมรายการต่าง ๆ ของทางสถานีฯ ได้ตามปกติค่ะ"
เมื่อวันที่ 16 กันยายน พ.ศ. 2552 ระบบบำบัดน้ำเสียภายในอาคารมาลีนนท์เกิดชำรุด ส่งผลให้น้ำเสียไหลเข้าท่วมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จึงไม่สามารถออกอากาศได้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าดับ ตั้งแต่เวลา 16.04 น. ขณะกำลังแนะนำเนื้อหา ในช่วงต้นของรายการเด็ก กาลครั้งหนึ่ง โดยในเวลาดังกล่าว สัญญาณภาพที่กำลังออกอากาศ ก็หยุดลงและหายไป กลายเป็นสัญญาณว่าง (ภาพซ่า) จนกระทั่งเวลา 17.25 น. จึงเปลี่ยนเป็นแถบสีทดสอบ (Test Card) แบบ Colourredbar พร้อมเสียงทดสอบ อยู่ระยะหนึ่ง จากนั้นในเวลา 17.28 น. ภาพหายไปเป็นสัญญาณว่างอีกครั้ง
ต่อมาเมื่อเวลา 17.32 น. กลับมามีภาพแถบสีในแนวตั้งตลอดทั้งหน้าจอ และบรรเลงเพลงพระราชนิพนธ์ ยามเย็น เพื่อทดลองเสียง และในเวลา 17.37 น. จึงกลับมาปรากฏภาพเปิดรายการ เรื่องเด่นเย็นนี้ และเข้าสู่รายการตามปกติ โดยออกอากาศจากชั้นล่างของอาคารปฏิบัติการออกอากาศ ด้วยการใช้รถถ่ายทอดสดเคลื่อนที่ นับเป็นครั้งแรกในรอบหลายสิบปี ที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าวกับทางสถานีฯ และยังเกิดขึ้นเป็นระยะเวลายาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์โทรทัศน์ไทยด้วย
สืบเนื่องจาก ในวันที่ 19 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 กำลังทหารพร้อมรถหุ้มเกราะ เข้าสลายการชุมนุมของ แนวร่วมประชาธิปไตยต่อต้านเผด็จการแห่งชาติ แดงทั้งแผ่นดิน (นปช.) บริเวณแยกราชประสงค์ ส่งผลให้แกนนำต้องประกาศยุติการชุมนุม หลังจากนั้น มีผู้ก่อเหตุจลาจล ด้วยการวางเพลิงอาคารสำคัญหลายแห่ง ทั่วกรุงเทพมหานคร
เวลาประมาณ 14.30 น.ของวันเดียวกัน มีกลุ่มบุคคลจำนวนหนึ่ง เข้าปิดล้อมและวางเพลิง บริเวณชั้นล่างของอาคารมาลีนนท์ รวมถึงรถยนต์ที่จอดไว้บนลานหน้าอาคาร บางส่วนขึ้นไปวางเพลิงบนลานจอดรถชั้น 4 และชั้น 6 พร้อมทั้งทุบทำลายทรัพย์สินบางส่วน และขัดขวางข่มขู่เจ้าหน้าที่ดับเพลิง ไม่ให้เข้าไปควบคุมเพลิงได้ อย่างไรก็ตาม ผู้บริหารและพนักงานช่อง 3 ได้รับความช่วยเหลือจากเฮลิคอปเตอร์ ให้ออกจากตัวอาคารอย่างปลอดภัย และในเวลาเดียวกันขณะที่กำลังออกอากาศ ละคร นางสาวเย็นฤดี อยู่ก็เกิดภาพดับ ๆ ติด ๆ จนเมื่อเวลา 15.52 น. ขณะออกอากาศรายการ ดาราการ์ตูน ช่วงที่สอง ไปได้ไม่กี่นาที ไทยทีวีสีช่อง 3 จึงต้องยุติการออกอากาศลงชั่วคราว โดยหน้าจอโทรทัศน์ แสดงภาพถ่ายดอกไม้ มีตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ พร้อมตัวอักษร อ.ส.ม.ท. กำกับอยู่ช่วงล่างของตราสัญลักษณ์ ทั้งหมดอยู่เบื้องขวาของภาพ ต่อมา ภาพบนหน้าจอเครื่องรับก็ดับไปเป็นสีดำ จากนั้นปรากฏภาพตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ
หลังจากนั้นไม่นาน ภาพสัญญาณก็ดับไปอีก แต่หากรับชมผ่านระบบยูเอชเอฟ ช่อง 32 ในกรุงเทพมหานคร และจังหวัดใกล้เคียง จะมีภาพตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ ส่วนล่างของจอ ระบุข้อความ "สถานีโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3" และมีเสียงดังปี๊บอยู่ตลอดเวลา แต่หากชมผ่านดาวเทียมไทยคม ระบบซี-แบนด์ ซึ่งไทยทีวีสีช่อง 3 ออกอากาศอยู่ในสองความถี่คือ ดาวเทียมไทยคม 2 ที่ความถี่ 3967/H/4550 ซึ่งปรากฏภาพเช่นเดียวกับการรับชมผ่านระบบยูเอชเอฟ และดาวเทียมไทยคม 5 ที่ความถี่ 3803/V/4551 ซึ่งไม่มีสัญญาณ ปรากฏเป็นสีดำ จากนั้นในเวลา 21.15 น. สถานีโทรทัศน์ไทยพีบีเอส (สถานีโทรทัศน์ทีวีไทย ในขณะนั้น) รายงานข่าวว่า ในวันที่ 20 พฤษภาคม ไทยทีวีสีช่อง 3 จะงดการออกอากาศชั่วคราว เป็นเวลา 1 วัน
ต่อมา เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม เวลา 16.05 น.ทางสถานีฯ เปลี่ยนภาพที่ส่งไปยังเครื่องรับ ให้เป็นภาพทดสอบแถบสีแนวตั้งตลอดหน้าจอ ส่วนขอบล่างของหน้าจอ ปรากฏข้อความ "ทดลองระบบออกอากาศ" พร้อมตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ พร้อมตัวอักษร อ.ส.ม.ท. กำกับอยู่ช่วงล่างของตราสัญลักษณ์ ทั้งหมดอยู่ที่มุมล่างขวาของหน้าจอโทรทัศน์ โดยยังคงมีเสียงปี๊บดังเช่นเดิม เวลา 16.45 น. สถานีฯ ก็เปลี่ยนภาพกลับไปตามเดิม
เมื่อเวลา 10.15 น. ของวันที่ 21 พฤษภาคม เสียงปี๊บที่ดังอยู่ตลอดหยุดไป โดยทางสถานีฯ เปิดเพลงบรรเลงเพื่อทดสอบเสียง และเวลา 10.24 น.สถานีฯ เปลี่ยนไปส่งภาพทดสอบ พีเอ็ม 5544 พร้อมบอกเวลาถอยหลัง เพื่อเริ่มทดสอบสัญญาณออกอากาศ โดยมีตราสัญลักษณ์ของช่อง พร้อมข้อความ อ.ส.ม.ท.และโดเมนเนมของไทยทีวีสีช่อง 3 ลักษณะเดียวกับการออกอากาศตามปกติ ปรากฏอยู่ที่มุมขวาบนของจอ ก่อนที่ในเวลา 11.30 น.สถานีฯ จึงเริ่มทดสอบสัญญาณออกอากาศ โดยเริ่ม Ident เปิดสถานีฯ ตามด้วยเพลงสรรเสริญพระบารมี ต่อด้วยสารคดีเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ชุด "เพราะพ่อเหนื่อยหนักหนามามากแล้ว" รวมระยะเวลายุติการออกอากาศทั้งหมด 2 วัน 11 ชั่วโมง 30 นาที จากนั้นจึงเปลี่ยนภาพ เข้าสู่ห้องส่งข่าว เพื่อให้ นางสาวกรุณา บัวคำศรี ผู้รายงานข่าว ไทยทีวีสีช่อง 3 ในขณะนั้น ประกาศเปิดสถานีฯ อย่างเป็นทางการ ด้วยข้อความดังต่อไปนี้ "สวัสดีค่ะ ท่านผู้ชมคะ ขณะนี้สถานีโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 จะเริ่มทดลองระบบการออกอากาศของสถานีฯ ขอเชิญท่านผู้ชม ติดตามรายการต่าง ๆ ของเราได้ ตั้งแต่บัดนี้เป็นต้นไปค่ะ" จากนั้นจึงเริ่ม ภาพยนตร์ชุดตำนานรักดอกเหมย เสนอภาพยนตร์เกาหลีชุด สวรรค์ลิขิตรัก และมีข้อความปรากฏ ที่มุมซ้ายล่างของจอภาพว่า "ทดสอบระบบออกอากาศ" เมื่อภาพยนตร์เกาหลีชุด สวรรค์ลิขิตรัก จบลงในเวลาประมาณ 13.45 น. สถานีฯ ก็นำข้อความดังกล่าวออกไป
การกลับมาออกอากาศในระยะแรก ระหว่างวันที่ 21-23 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 รายการที่ออกอากาศยังไม่เป็นไปตามผังรายการปกติ มีการปิดสถานี และเปิดสถานีในเวลา 6.00 น. ของวันถัดไป โดยในวันศุกร์ที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 มีการปรับเปลี่ยนเวลาออกอากาศของรายการปกติตั้งแต่เริ่มเปิดสถานี (เวลา 11.30 น.) จนถึงช่วงบ่าย (รายการที่ปรับเปลี่ยนเวลาออกอากาศดังกล่าว ไม่มีโฆษณาสินค้าคั่นรายการ) วันเสาร์ที่ 22 และวันอาทิตย์ที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 มีการนำการ์ตูนเณรน้อยเจ้าปัญญา และภาพยนตร์ไทยมาออกอากาศตั้งแต่เริ่มเปิดสถานีในเวลา 6.00 น. จนถึงช่วงบ่ายโดยไม่มีโฆษณาสินค้าคั่นรายการ กระทั่งวันจันทร์ที่ 24 พฤษภาคม พ.ศ. 2553 ตั้งแต่เวลา 6.00 น. เป็นต้นไป ทางสถานีจึงได้ออกอากาศรายการต่าง ๆ ตามผังรายการปกติ และออกอากาศตลอด 24 ชั่วโมง โดยไม่มีการปิดสถานี
ในอดีตทางสถานีฯ เคยนำเสนอรายการข่าว ในรูปแบบการอ่านข่าวตามธรรมเนียมเดิม จนกระทั่งเมื่อปี พ.ศ. 2524 อ.ส.ม.ท.ผู้เป็นเจ้าของคลื่นความถี่ สั่งการให้ไทยทีวีสีช่อง 3 เชื่อมสัญญาณออกอากาศ การรายงานข่าวในช่วงต่าง ๆ ซึ่งผลิตโดยสำนักข่าวไทย ร่วมกับไทยทีวีสีช่อง 9 และใช้ชื่อรายการว่า ข่าวร่วม 3-9 อ.ส.ม.ท. จนถึงปี พ.ศ. 2529 เป็นเวลา 5 ปี หลังจากนั้น อ.ส.ม.ท.จึงอนุญาตให้ไทยทีวีสีช่อง 3 กลับมานำเสนอข่าวได้เองอีกครั้ง จนถึงทุกวันนี้
ต่อมา ราวปี พ.ศ. 2546 เป็นต้นมา สถานีฯ ได้ปรับเปลี่ยนแนวทางการนำเสนอข่าว จากการอ่านข่าว มาเป็นการเล่าข่าว เพื่อให้ผู้ชมมีความเข้าใจได้อย่างง่ายดาย และสามารถรับรู้ข่าวสารได้มากขึ้น ฝ่ายข่าว สถานีวิทยุโทรทัศน์ไทยทีวีสีช่อง 3 (สำนักข่าวบีอีซี) มีความมุ่งมั่นในการนำเสนอข่าวสารต่าง ๆ เพื่อสร้างความรู้ความเข้าใจในเหตุการณ์ปัจจุบันต่าง ๆ ที่สถานีฯ เผยแพร่สู่ประชาชน โดยใช้ผู้ประกาศข่าวที่มีความเชี่ยวชาญ และเที่ยงตรงในการนำเสนอข่าว จนในที่สุด ก็นำไปสู่การร่วมกันจัดตั้ง กลุ่มผู้ประกาศข่าว และรายการข่าวว่า ครอบครัวข่าว 3
ในระหว่างออกอากาศ การรายงานข่าวของสถานีฯ จะแสดงกราฟิกที่มุมขวาล่างของจอโทรทัศน์ เป็นตราสัญลักษณ์ของสถานีฯ (ไม่มีอักษรชื่อย่อ อ.ส.ม.ท.) ถัดไปทางซ้าย มีตัวอักษรสีเหลืองทอง คำว่า ข่าว โดยเมื่อมีการเผยแพร่เว็บไซต์ข่าว www.becnews.com จึงเริ่มแสดงชื่อโดเมนดังกล่าว กำกับอยู่เบื้องล่างของกราฟิกดังกล่าวข้างต้นด้วย ทั้งนี้ตั้งแต่ พ.ศ. 2548 ยังคงมีการใช้รูปแบบของกราฟิกดังกล่าว เฉพาะในช่วงข่าวด่วนเท่านั้น แต่ปัจจุบันมีการจัดทำและแสดงกราฟิก สำหรับช่วงข่าวด่วนขึ้นเฉพาะแล้ว จึงมิได้นำมาใช้อีก
ต่อมาตั้งแต่ พ.ศ. 2542 ทางสถานีฯ มีนโยบายเปลี่ยนแปลงรูปแบบการนำเสนอข่าว ออกเป็นหลายชื่อรายการในแต่ละช่วงเวลา เช่น เที่ยงวันทันเหตุการณ์, 180 วินาทีข่าว เป็นต้น จึงมีการออกแบบตราสัญลักษณ์ เป็นของแต่ละรายการเอง ซึ่งนับเป็นช่องโทรทัศน์แห่งแรก ที่สร้างเอกลักษณ์ของการนำเสนอกราฟิกบนหน้าจอ ในรูปแบบที่แตกต่างจากสถานีอื่น ๆ[ต้องการอ้างอิง]
ไทยทีวีสีช่อง 3 ถือเป็นผู้นำด้านละครโทรทัศน์ของประเทศไทย เนื่องจากเปิดโอกาสให้บริษัทเอกชน เข้าเสนอผลงานผลิตละครโทรทัศน์หลากหลายแนว ในเวลาไพรม์ไทม์ ช่วงเย็นและหัวค่ำ นอกจากนี้ ยังเป็นสถานีโทรทัศน์ที่มีจำนวนผู้ประกาศข่าวมากที่สุด[ต้องการอ้างอิง] และมีการนำเสนอข่าวถึงครึ่งหนึ่ง (12 ชั่วโมง) ของเวลาการออกอากาศทั้งหมด รวมถึงสถานีฯ ได้จัดซื้อระบบดิจิตอลนิวส์รูม ซึ่งเป็นเทคโนโลยีทันสมัย ที่ได้รับการพัฒนาระดับสูง มูลค่ากว่า 80 ล้านบาท จากบริษัท โซนี่ ไทย จำกัด มาใช้ในการผลิต และนำเสนอข่าวของสถานีฯ อย่างเต็มระบบ เป็นแห่งแรกในภาคพื้นเอเชีย เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 นอกจากนี้ ยังมีรายการโทรทัศน์หลากหลายประเภท ที่สร้างชื่อเสียงแก่สถานีอีกหลายรายการ ดังจะได้กล่าวถึงต่อไปนี้
