21世紀初，地球基礎科學遭到前所未有的動搖，許多科學家絕望瘋狂，自殺身亡。風暴即將到來的前夕，納米科學家汪淼（張魯一飾）被粗魯警官史強（于和偉飾）邀請至聯(lián)合作戰(zhàn)中心，得知科學家死亡與名為"科學邊界（ETO）"的組織相關，并被要求潛入該組織調查其與神秘游戲《三體》的關聯(lián)。隨著眼前不斷倒計時的數(shù)字、ETO負責人申玉菲（李小冉飾）預言的宇宙閃爍，以及《三體》中不斷毀滅重生的文明，汪淼與史強逐漸揭開隱藏在葉文潔（陳瑾飾）身上的秘密——這位看似平凡的老年科學家，年輕時因特殊經歷對人類文明產生絕望，在紅岸基地向宇宙發(fā)出地球坐標，由此引發(fā)三體文明對地球的入侵企圖。通過《三體》游戲與現(xiàn)實線索的交織，兩人最終發(fā)現(xiàn)科學邊界組織的核心信念源自對人類文明的徹底否定，而三體世界真實的生存危機與智子封鎖地球科技的計劃，正通過ETO的行動逐步降臨現(xiàn)實。