2011 年 2 月 26 日，任天堂在日本推出 Nintendo 3DS，售價 25,000 円。這是第一台量產的「裸視 3D」家用 / 掌機——上螢幕用視差屏障技術產生 3D 效果，玩家不需要戴 3D 眼鏡就能看到立體畫面。3DS 是 2009 年 Avatar 電影掀起 3D 熱潮、2010 年 LG/Samsung 推 3D 電視時代任天堂的回應——但這個時機後來被證明是個策略誤判。

技術上 3DS 雙螢幕架構延續 DS（上 800×240 但因 3D 視差實際每眼 400×240、下 320×240 觸控），加 ARM11 雙核 + ARM9 單核（後者是 DS 用 CPU 沿用做向下相容）、128 MB RAM、Circle Pad 類比搖桿（DS 沒有）、陀螺儀 + 加速度計、StreetPass 與 SpotPass 自動連線（路上經過其他 3DS 自動交換玩家資料）。規格大幅升級——但 25,000 円定價與裸視 3D 對部分玩家造成眼睛疲勞雙重打擊讓初期銷量極差。

2011 年 8 月，任天堂史上罕見的緊急降價救援——3DS 上市僅 6 個月，岩田聰社長親自宣布全球降價 30-40%（日本 25,000 → 15,000 円，北美 $250 → $170）。任天堂正式承認「3DS 上市定價過高 + 軟體陣容不足」的策略錯誤，並對首批早買的玩家發放 20 款 GBA / NES VC 數位贈品作為補償。這是任天堂史上唯一一次主動承認硬體定價失誤並補償早鳥的事件。

更深的問題是智慧型手機。iPhone 2011 年已經 4 歲、Android 3 歲，Angry Birds（2009）、Cut the Rope（2010）、Temple Run（2011）這類休閒手遊已經把過去 DS 上《腦力鍛鍊》和《Nintendogs》的「不玩遊戲的人」全部吸走。任天堂無法靠 3DS 重複 DS 把銀髮族與主婦變成玩家的成功——因為這些用戶現在用 iPhone 玩 Candy Crush。

2DS（2013）與 New 2DS XL（2017）變種完全去掉 3D 功能——任天堂後來承認絕大多數玩家從來沒打開過 3D 滑桿（眼睛不舒服 + 視差小）。3DS 從一個「3D 革命掌機」實質演變成「DS 升級版的 R 系列」。產品線收尾的 New 2DS XL 連 3D 都沒有，但仍能跑全部 3DS 軟體。

軟體上 3DS 仍是任天堂強檔的主場。《Pokémon X/Y》（2013）是Pokémon 系列首次原生 3D、銷量 1,648 萬份；《Monster Hunter 4》（Capcom 2013）讓亞洲市場玩家組隊狩獵成為地下文化；《Fire Emblem Awakening》（Intelligent Systems 2012）從一個被任天堂腰斬倒數第二的系列救回成招牌——後來《Fire Emblem Heroes》手遊與《Fire Emblem Three Houses》Switch 都是 Awakening 復活劇的延伸；《動物森友會：新葉》（2012）銷量 1,287 萬份；《薩爾達傳說：時之笛 3D》（2011）讓 N64 神作復活並用 3D 滑桿展現新層次。

對華人玩家，3DS 的「燒錄黃金時代」延續 DS——Sky3DS+ 與 Gateway 3DS 燒錄卡讓中文圈玩家繼續享受 ROM 共享文化，但 3DS 加密比 DS 嚴格、燒錄技術跟不上每次系統更新，2014-2017 年是燒錄圈與任天堂韌體更新的貓鼠遊戲。

商業上 3DS 累計 7,594 萬台——是前代 DS（1.54 億）的一半都不到，但仍超過 PSP（8,200 萬）。產品壽命 2011-2020，9 年。3DS 是任天堂在「智慧型手機已成主導娛樂平台」的環境下，掌機部門最後一次純 dedicated handheld 的嘗試——下一代任天堂選擇了 Switch 的混合家用 + 掌機路線，正式承認「純掌機」這個品類已經被手遊蠶食殆盡。