В 1967 году молодая женщина, изучающая астрофизику, оказывается в эпицентре политических репрессий. Её отец, уважаемый профессор, погибает от рук хунвэйбинов, а сама она, теперь считающаяся неблагонадёжной, получает направление в засекреченный научный комплекс в глубине Внутренней Монголии. Там, в условиях строжайшей изоляции, группа исследователей пытается установить контакт с иными мирами, посылая сигналы в космическую пустоту.
Наши дни, 2024 год. Мир фундаментальной науки потрясен: данные с крупнейших ускорителей частиц перестают укладываться в общепринятые физические модели. Параллельно происходит череда необъяснимых смертей среди учёных, каждая из которых выглядит как добровольный уход из жизни. Расследование одной из таких трагедий — гибели исследовательницы из Оксфорда — поручают детективу из Лондона. Он погружается в её прошлое, уделяя особое внимание кругу её учениц.
Одна из этих студенток, работающая над созданием новых наноматериалов, внезапно начинает воспринимать окружающую реальность иначе — перед её глазами, словно наложенное на мир, мерцают цифры неумолимого обратного отсчёта. Другая же, проникнув в дом покойной, находит там странный шлем, напоминающий устройство для погружения в виртуальность. Надев его, она запускает игру, где от игрока зависит судьба целой цивилизации, обречённой на хаотическое существование под светом трёх нестабильных солнц. Чтобы предотвратить катастрофу, необходимо решить головоломку их движения — знаменитую задачу трёх тел.