В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в сложном положении. Её отец, профессор, погиб от рук хунвэйбинов, что делает саму девушку нежелательным элементом в обществе. Несмотря на это, её направляют на работу в засекреченный научный комплекс, расположенный во Внутренней Монголии. Главная задача этого объекта — попытки установить контакт с разумной жизнью за пределами Земли путём отправки сигналов в космос.
Наши дни, 2024 год. В мире науки начинают происходить тревожные события. Ускорители частиц в разных странах фиксируют аномалии, данные которых не поддаются объяснению с помощью существующих физических теорий. Параллельно с этим происходит череда странных смертей среди учёных, которые выглядят как самоубийства.
Рассмотрением этих инцидентов занимается детектив из Лондона. Его внимание привлекает случай с исследовательницей из Оксфорда, покончившей с собой. Он начинает следить за двумя её ученицами. Первая из них работает в области создания нановолокон и внезапно начинает наблюдать перед глазами загадочные цифры, ведущие обратный отсчёт. Вторая девушка забирает у матери погибшей необычный шлем, предназначенный для погружения в виртуальную реальность. Когда она его использует, то попадает в видеоигру. Цель этой игры — предотвратить гибель целой цивилизации, столкнувшейся с хаотическим движением трёх солнц вокруг своей планеты. Для этого необходимо решить знаменитую задачу трёх тел.