Sau khi bị Hye Rim "túm đuôi" trong đoạn kết tập 2, ở tập 3 Madame Antoine, Choi Soo Hyun không còn cách nào khác ngoài việc phải thú nhận với Hye Rim rằng anh thích cô. Hye Rim chưa thực sự tin tưởng nhưng cũng đã bắt đầu rung động. Cô bắt anh phải chứng minh cho mình bằng cách... viết nhật ký gửi cô hàng ngày để kiểm tra.

Về phía Sung Joon, anh luôn tự nhủ mình làm mọi việc với Hye Rim là để phục vụ cho thí nghiệm tình yêu điên rồ mà anh đang theo đuổi, thế nhưng Sung Joon không nhận ra rằng thực tâm anh bắt đầu dành tình cảm cho người con gái này. Sung Joon tỏ ra tò mò đến phát điên khi cậu em Seung Chan khoe rằng vừa đi chơi bóng chày rất vui với Hye Rim. Anh thậm chí còn ghen tuông khi 2 cậu trai trẻ dẫn Hye Rim đi chơi và "giận cá chém thớt" bằng cách đẩy cho Hye Rim công việc... dọn vệ sinh văn phòng.

Sung Joon cũng đã có buổi hẹn hò đầu tiên với Hye Rim dù thực tế nó giống với buổi đi làm trá hình hò hẹn hơn. Anh còn thực lòng quan tâm và muốn giúp đỡ Hye Rim khi cô gặp khó khăn. Trong tập 3 này, nhân vật chồng cũ của Hye Rim đã xuất hiện mang cho cô tin buồn rằng con gái cô ở Mỹ muốn từ giờ cho tới khi tốt nghiệp được sống với ba và... dì ghẻ. Sự thật này với Hye Rim là một sự đả kích không hề nhẹ.

Những lúc Hye Rim cảm thấy khó khăn và đau đớn nhất thì Sung Joon lại là người luôn ở bên cạnh cô để cô không thấy mình cô độc. Một lần nữa, anh lại tự động viên bản thân rằng những gì mình làm đều là "thí nghiệm" nhưng thực tế Sung Joon đã có những khoảng thời gian hạnh phúc thật sự bên Hye Rim.

Tập 3 Madame Antoinekết thúc bằng tình huống Sung Joon bắt đầu đưa Hye Rim đến bệnh viện để kiểm tra hiệu quả của thí nghiệm tác động đến cô thời gian qua. Thông qua việc quan sát hình ảnh não bộ của Hye Rim, Sung Joon sẽ biết được rằng trong 3 chàng trai tấn công Hye Rim, ai là người cô bắt đầu dành tình cảm...