В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в эпицентре политических потрясений. Её отец, уважаемый профессор, погиб от рук хунвэйбинов, а сама она теперь считается неблагонадёжной. Несмотря на это, её направляют в засекреченный исследовательский комплекс, скрытый в бескрайних степях Внутренней Монголии. Там, в условиях строжайшей секретности, группа учёных ведёт работу по установлению контакта с иными мирами, пытаясь послать сигнал в космическую бездну.
Наши дни, 2024 год. Мир науки охвачен смятением. Крупнейшие ускорители частиц по всей планете один за другим выдают аномальные данные, ставя под сомнение фундаментальные физические законы. Эта тревожная картина усугубляется чередой необъяснимых смертей среди ведущих исследователей. В Лондоне детектив, расследующий самоубийство сотрудницы Оксфорда, погружается в её прошлое, уделяя особое внимание двум её ученицам.
Одна из них, талантливый инженер, работающий с нановолокнами, внезапно начинает воспринимать странные цифры — словно перед её глазами идёт неумолимый обратный отсчёт. Вторая девушка, потрясённая трагедией, забирает у матери погибшей странный артефакт — усовершенствованный шлем виртуальной реальности. Надев его, она оказывается внутри сложнейшей симуляции. Её задача — предотвратить катастрофу целой цивилизации, балансирующей на грани уничтожения из-за хаотического движения трёх солнц на её небе. Чтобы спасти этот мир, ей предстоит разгадать головоломку, известную как проблема трёх тел.