В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в эпицентре политических репрессий. Её отец, уважаемый профессор, погибает от рук хунвэйбинов. Саму её клеймят как враждебный классу элемент. Несмотря на это, её направляют в засекреченный исследовательский комплекс, скрытый в бескрайних степях Внутренней Монголии. Там, в условиях строжайшей изоляции, группа учёных ведёт работу, о которой не должен узнать никто: они пытаются выйти на связь с иными мирами, отправляя сигналы в космическую бездну.
Наши дни, 2024 год. Мир фундаментальной науки потрясён. Крупнейшие ускорители частиц, разбросанные по разным континентам, один за другим выдают аномальные данные. Эти результаты не просто странные — они в прямом противоречии с устоявшимися физическими законами. Параллельно с этим происходит череда тревожных событий: несколько видных учёных при загадочных обстоятельствах сводят счёты с жизнью.
Расследованием этой цепи трагедий занимается детектив из Лондона. Его внимание привлекает смерть исследовательницы из Оксфорда. Он начинает внимательно изучать круг её общения, особенно сосредотачиваясь на двух её ученицах. Первая из них работает в передовой области, связанной с созданием нановолокон. Вдруг её реальность искажается — перед глазами, словно наложенное на мир, она начинает видеть неумолимые цифры обратного отсчёта. Вторая ученица, действуя скрытно, забирает у матери погибшей учёной странный артефакт — высокотехнологичный шлем для погружения в виртуальность.
Надев этот шлем, она запускает необычную видеоигру. Её цель в этом симуляторе — предотвратить катастрофу целой цивилизации, обречённой на гибель из-за хаотической орбиты своей планеты. Эта планета вращается вокруг не одного, а сразу трёх солнц. Чтобы добиться успеха, игроку предстоит разгадать головолому, известную как задача трёх тел, — проблему, не имеющую стабильного решения.