В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в роли изгоя — её отец, профессор, был жестоко убит хунвэйбинами. Несмотря на клеймо "классового врага", её направляют в засекреченный исследовательский центр во Внутренней Монголии. Там учёные пытаются установить контакт с потенциальными цивилизациями за пределами Земли, отправляя сигналы в космос.
В наши дни, в 2024 году, ускорители частиц по всему миру фиксируют аномалии. Полученные данные противоречат фундаментальным физическим законам. Параллельно происходит череда странных смертей среди учёных, которые выглядят как самоубийства. Расследованием этих случаев занимается детектив из Лондона. Он сосредотачивает внимание на студентах одной исследовательницы из Оксфорда, которая недавно погибла.
Одна из этих студенток, работающая с нановолокнами, внезапно начинает видеть перед глазами цифры — словно таймер, ведущий обратный отсчёт. Другая девушка забирает у матери погибшей таинственный шлем виртуальной реальности, сложный технологический артефакт. Надев его, она погружается в видеоигру. Её задача — спасти целую цивилизацию от уничтожения, решив головоломку "трёх тел": трёх солнц, хаотично движущихся вокруг планеты и обрекающих её на гибель.