当一对夫妻在孩子三岁时离婚时，孩子的抚养权归属问题往往成为双方争议的焦点，根据中国《民法典》的规定，孩子的抚养权归属应当以孩子的最佳利益为原则，综合考虑父母的抚养能力、经济条件、教育背景以及与孩子的感情联系等因素。

在实际操作中，如果双方能够协商一致，可以选择协议离婚，并在离婚协议书中明确孩子的抚养权归属，如果协商不成，一方可以向人民法院提起诉讼，请求判决孩子的抚养权归属，法院在审理此类案件时，通常会听取双方的证据和意见，必要时还会听取孩子的意见（尤其是对于较大的孩子），并根据具体情况作出判决。

建议参考：

在处理孩子抚养权的问题时，父母应以孩子的利益为重，尽量通过协商达成一致，如果协商无法解决，可以寻求专业律师的帮助，确保自己的权益得到合理维护，父母应当避免在孩子面前表现出过度的敌意和冲突，以免对孩子造成心理上的伤害。

相关法条：

《中华人民共和国民法典》第一千零八十四条：“父母与子女间的关系，不因父母离婚而消除，离婚后，子女无论由父或者母直接抚养，仍是父母双方的子女。

离婚后，父母对于子女仍有抚养、教育、保护的权利和义务。

离婚后，不满两周岁的子女，以由母亲直接抚养为原则，已满两周岁的子女，父母双方对抚养问题协议不成的，由人民法院根据双方的具体情况，按照最有利于未成年子女的原则判决，子女已满八周岁的，应当尊重其真实意愿。”

小编总结：

当孩子三岁时离婚，孩子的抚养权归属问题应当根据《民法典》的相关规定，以孩子的最佳利益为原则进行判决，父母应尽量通过协商解决抚养权问题，如果协商不成，可以依法向人民法院提起诉讼，父母在处理离婚事宜时，应尽量减少对孩子的负面影响，确保孩子的心理健康和成长环境的稳定性。