В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в эпицентре политических бурь. Её отец, профессор, погиб от рук хунвэйбинов, а сама она теперь считается неблагонадёжной. Несмотря на это, её направляют в засекреченный научный комплекс, скрытый в бескрайних степях Внутренней Монголии. Там группа исследователей в глубокой тайне пытается установить контакт с иными мирами, посылая сигналы в космическую пустоту.
Спустя десятилетия, в 2024 году, мир науки сотрясают странные события. Данные с ускорителей частиц, разбросанных по земному шару, перестают укладываться в общепринятые физические модели. Одновременно с этим происходит череда необъяснимых смертей среди учёных. В Лондоне детектив, ведущий одно из таких дел, сосредотачивается на самоубийстве сотрудницы Оксфорда. Он начинает внимательно изучать круг её общения, особенно двух бывших учениц.
Одна из них, специалист по нановолокнам, сталкивается с пугающей аномалией: перед её глазами безостановочно идут цифры, словно отсчитывая время до какого-то неизвестного события. Вторая девушка, проникнув в дом покойной, находит там необычный шлем виртуальной реальности, созданный с применением самых передовых технологий. Надев его, она погружается в симуляцию, где перед ней стоит почти невозможная задача — предотвратить катастрофу целой цивилизации. Для этого ей предстоит разгадать головолому, известную как задача трёх тел: найти стабильный способ существования мира, вращающегося вокруг трёх солнц.