汪淼的邀请与奇怪现象
2006年秋，北京，理论物理学家杨冬自杀。她的尸体旁放着一封遗书，上面写了一句诡异的话：“物理学从来就没有存在过，将来也不会存在。”
这一事件震惊科学界。杨冬是著名学者叶文洁之女，研究方向是弦论与超对称粒子，死前刚完成一次高能对撞实验，但实验结果与理论预测完全矛盾。同一时期，多名物理学家自杀，包括丹麦学者马修·霍普金斯，其遗言为“The universe is a lie（宇宙是一个谎言）.”
北京市公安局警官史强找到应用物理学家汪淼，邀请他出席一场机密会议，汪淼是纳米材料方面的科学家。在会上，常伟思将军想请他秘密潜入一个叫科学边界的组织，因为最近很多科学家无辜自杀，怀疑和这个组织有关。汪淼考虑到自己是搞应用物理的，本不打算接受这个卧底工作，可在警官史强的激将下，决定还是参与进去，要证明自己不会自杀。
汪淼业余时间喜欢摄影，尤其是使用古董胶片机，可是这天奇怪的事情发生了，在他拍摄的照片上出现了奇怪的倒计时字样，倒计时每秒递减，如同死亡的倒计时。后来这些字样干脆出现在了他的视网膜上，像幽灵一般挥之不去。医生确定这不是病理性问题，汪淼被折磨的几乎崩溃。他惊恐地联系申玉菲，后者向其警告：“如果你停止研究，倒计时就会停止。”万般无奈之下，听从申雨菲的建议，停掉了手里的纳米材料项目，奇怪的是，倒计时竟突然消失得无影无踪。
申雨菲也是科学边界的成员，汪淼对自己面临的事情疑惑不解，打算向她问个明白，可申雨菲一直神神叨叨不明说，只是告诉他，三天之后，整个宇宙将为他闪烁。为验证这一说法，汪淼借用国家天文台的3K宇宙背景辐射观测设备。果不其然，三天后，深夜，他在控制室启动设备，屏幕上原本均匀的微波辐射突然出现剧烈波动，幽灵倒计时竟然以宇宙微波背景辐射的形式出现，在特制眼镜下观看，整个宇宙像一盏频闪的灯，以两分钟为周期明暗交替。这种“宇宙闪烁”彻底颠覆了汪淼的认知，他瘫坐在椅子上，喃喃道：“这一切都是真的……”。
三体游戏与组织的发现
面对眼前的这些神迹，汪淼是一头雾水，于是便登陆申雨菲推荐的一个游戏，想从中获得一些信息，游戏的名字就叫三体。这个游戏是沉浸式的，需要带上专业装备。
游戏里面的世界非常奇怪，有三颗太阳，玩家需要为游戏的最高统治者提供一套可以预测太阳运动的历法，用于指导人们的生产和生活，可三颗太阳相互作用下运动非常随机，因此这里的文明相当脆弱，要么冷死，要么热死，要么撞死。
三颗太阳不规律的运动轨迹影响着三体行星的环境，同时造就三体文明的毁灭与重生。
若双日凌空，文明毁灭于烈焰之中；若三日凌空，三日连珠（并成一排），则情况更甚，即“乱纪元”。
当三体行星正好被星系中三颗恒星中的一颗捕获成为其卫星，三体行星便可以围绕一颗恒星进行规律的公转，而星系中其他两颗恒星都因为远离三体行星不会影响到它，此时即“恒纪元”，三体文明重生。
在这么恶劣的环境下，里面的人进化出了一种特殊技能，可以脱水保命，在乱纪元脱水后就成了一张干燥的皮质物，只要保存完好，等到恒纪元，可以泡进水中再次复活，这个过程叫浸泡。
汪淼第一次进入游戏，遇到了id为周文王的人，前去向统治者占卜天象，可最后还是以失败告终，太阳再也没有升起，整个世界被寒冷覆盖，直到毁灭。在后来的登陆中，文明不断重启，还遇到了墨子、伽利略、牛顿、冯诺依曼、爱因斯坦等地的玩家，以及和这些科学家相应的计算方法，但最后全部以失败告终。游戏中的文明一次次毁灭，最终得出的结论是，三体问题无解，根本不可能制定出一套完备的历法系统。
汪淼玩了这么久，始终搞不懂这个游戏设计者的目的到底是什么，直到后来游戏管理员给他发出了一封邀请函，请他参与线下的网友聚会，这时候汪淼才明白，原来这个游戏是为了召集三体地球组织成员而专门设计的一款洗脑游戏，三体地球组织简称ETO。
这次聚会上，汪淼认识了组织重要人物潘寒，还通过了各种考验，成功打入内部，成为了正式成员，才有资格参与组织的正规聚会。在第二次聚会上，汪淼终于见到了ETO领袖人物，原来她就是杨冬的母亲叶文洁。叶文洁之所以成为ETO的领袖，是因为她是第一个和三体人发信息的地球人，并试图引导三体人来到地球，而且还找到了组织的天使投资人伊文斯，在他的大力资助下，这个组织才发展至今，而且广布全球。
叶文洁的过去
1967年，叶文洁父亲叶哲泰是物理学方面的老师，因坚持科学真理，被戴上“反动学术权威”的帽子，被四个女中学生用武装皮带抽打致死，叶文洁的母亲非但不护着父亲，还落井下石，她第一次深刻体会到了人性的恶。
两年后叶文洁被分到大兴安岭工作，这个时期此处一直在砍伐森林，开垦田地。一个叫白沐霖的年轻人接触到了一本科普读物叫《寂静的春天》，看完后觉得这样砍伐森林是破坏自然的行为，因此打算写封信向上面反映情况，叶文洁觉得他思想非常前卫，对他很是钦佩，见他因干了重活，手抖得厉害，无法正常书写，便一片好意地为他代笔。
可万万没想到，这封信后来出了问题，上面派人过来调查，白沐霖却一问三不知，把所有责任都推给了叶文洁，负责调查的人，看叶文洁不配合，大冬天给她全身浇了一桶冰水，叶文洁大病一场，这件事让叶文洁不敢再相信任何人。
后来因为她天文学方面的特长，被接到了红岸基地工作参与绝密工程“红岸”，这个基地是专门向宇宙发射电波用的，目的是寻找地外文明。在这里叶文洁遇到了她以后的丈夫杨卫宁，杨卫宁之前是叶哲泰的学生，所以两人并不陌生。
1971年秋，一次偶然的机会，叶文洁从一篇论文上得到启发，认为可以把太阳当作一个电波放大器，在一定的阈值下，太阳广播信号之后，可以将最初的电波放大近亿倍，这样就能更好地搜索地外文明，可限于当时的实验条件，叶文洁只能偷偷地做，发出了一段关于地球文明的介绍信息。
8年之后，奇迹发生了，叶文洁果然收到了一份回复，这是一条警告信息：“不要回答，不要回答，不要回答”，紧接着是第二段信息，说一旦回答这里的人就会锁定发送信息的位置，到时候你们将遭到入侵。叶文洁看到后欣喜若狂，她早就对人类失去了希望，当时全球都笼罩在冷战的阴霾下，认为人类文明已经走到了无法解决自身问题的地步，于是再次发送信息，希望他们介入，而且自己会做他们的带路人。
私自发送信息这件事，后来被这里的负责人雷志成得知，叶文洁怕事情败露，便起了杀心，故意制造了一场故障，引他到悬崖底部检修，可不巧的是，丈夫杨卫宁竟然跟着她一起下去了，叶文洁看机会难得还是狠下心锯断了绳索，雷志成和杨卫宁坠崖而亡，叶文洁私发信息这件事便无人知晓。
后来叶文洁生下了遗腹子杨东，环境宽松后便返回母校工作，自此之后，她就一直为地球三体组织忙活。
1990年代，叶文洁结识极端环保人士伊文斯一起合作，他是一个跨国石油公司老总的少爷，因此非常有钱，在他的资助下，很快建立了第二红岸基地，这是由一艘巨型邮轮改装而成的，长期漂浮在海上和三体人联络，被称为审判日号。
地球三体组织有一个统一的口号：“消灭人类暴政，世界属于三体”。随着时间的发展，组织内部慢慢出现了三个派别，降临派、拯救派和幸存派。降临派是ETO最初思想的信奉者，不过有些极端，他们认为人类文明已经无法解决自身的问题，希望三体人降临地球；拯救派是几乎把三体人当作了神，类似于一个宗教团体，但是这个神需要人的拯救，因此自诩为拯救派，拯救的方法之一就是研究三体问题，希望能取得一个结果，最好能同时保住三体文明和地球文明；幸存派是希望在三体人入侵地球时，他们的后代能幸存下来的一帮人，为了这个目标，现在积极为三体人做事。
在相处的过程中，三派也矛盾重重，尤其是势力比较强大的降临派和拯救派之间。ETO重要人物潘寒就是忠实的降临派，他想彻底把拯救派清除出去，因此杀死了拯救派代表人物申雨菲。在这次聚会上，叶文洁认为潘寒的行为严重违反了组织纪律，而且知道指使他杀人的就是伊文斯，由于伊文斯掌握的资源更多，几乎垄断了和三体人交流的权利；叶文洁则更像一个象征性人物，但叶文洁的目标是维护整个组织的团结，而不是任由其分裂，所以在会上杀死了潘寒。
古筝行动与三体人真相
在汪淼的帮助下，军队获得ETO的聚会地点，直接破门而入，在神枪手史强的精确射击下，解除了一场可能的核爆，并逮捕了叶文洁等人，从她口中，军方才得知了第二红岸基地的信息。
之后就是针对审判日号的袭击计划，由于它一直漂浮在大西洋，而且上面有关于三体人极为机密的文件，害怕一旦对他们发动攻击，伊文斯这些地球叛军会狗急跳墙，销毁所有的资料，所以这次行动一定要做得稳、准、狠、快。
很快众人一番商量后，最后还是史强想出了一个邪招，就是利用汪淼研制的纳米丝，每隔50cm拉出一条，密布在巴拿马运河的两岸，由于纳米丝极其锋利，有飞刃之称，可以把正在行驶的大船瞬间切割成片状，这样就能神不知鬼不觉地杀死船上的所有人，因为纳米丝非常细，相当于头发丝的1/10，所以即使把硬盘之类的存储设备切断，也不会影响里面的数据。这场行动被称为“古筝”行动。
接下来惊心动魄的一幕开始上演，不出所料，按照计划，大船经过纳米丝后，像一摞盘子一样摊开，上面的人无一例外都被切成了块状，走得相当安详。从伊文斯他们和三体人的通信资料中，大家才第一次真正地认识这个地外文明，它就是离太阳系最近的恒星系，四光年之外的半人马座三星，关于之前的种种怪异现象也终于获得了解答。
三体人的起源与计划
三体人的生活状况基本和三体游戏中差不多，他们所在的星系有三颗太阳，由于三颗太阳相互作用，根本无法预测运行的规律，三体人在这种环境下进化出了脱水技能。
为了更好地生存下去，他们也一直在搜索外星文明，当初叶文洁发出地球信号后，刚好被三体星的1379号监听员收到，而这个监听员和叶文洁有相似的情况，都对自己的文明心存不满，无比向往着外星文明，当得知地球是一个美丽且稳定的星球后，把地球当作了自己的梦想，害怕三体人会对地球发起入侵，于是给叶文洁发出不要回答的警告。
但这件事很快被三体星元首得知，本以为地球收到警告不会再傻地回复，可万万没想到，叶文洁还是发出了请他们来地球的信息，三体人看到后欣喜若狂，派出了一支星际舰队向地球进发，但由于速度仅是光速的1/10，加上有加速和减速的过程，因此大概需要400多年的时间才能到达太阳系。
智子的阴谋与人类的困境
三体人通过研究地球文明史，发现地球人的科技是加速式发展的，从狩猎到农耕，农耕到工业，工业到原子时代，原子时代再到信息时代，时间间隔越来越短，害怕400多年后地球科技会超过三体人，于是制造出了四颗智子，把其中两颗发往地球，其主要目的就是锁死地球科学。智子可以进行超光速的实时通讯，除了干扰人类高能加速器的实验结果以锁死人类基础科学，还能对人类进行全方位监视。
智子是把11维的质子展开成二维，在上面打印电路支撑的超级计算机，再把质子重新收缩成11维，这样它就具有了智能。由于质子的质量非常非常小，可以接近光速运动，因此只需要4年多的时间就能到达地球。
四颗质子都是双双经过量子纠缠过的，经过量子纠缠后的两颗质子无论相距多远，都能够实时联动，地球上发两颗，三体星上留两颗，这样就能实时看到地球上的情况。
之前发生的科学家自杀事件，就是质子在粒子对撞机中捣乱破坏试验，结果使得科学家们的研究进入死胡同，打击他们的科学信念，从而锁死地球上的基础科学，因此杨东才会在遗书中说“物理学从来就没有存在过，将来也不会存在”。
汪淼虽然不是搞理论物理的，但他研究的纳米丝可以帮助人类建造太空电梯，一旦成功，到时候三体人和地球人大战时就增加了难度，因此也要对付他。围绕汪淼出现的各种幽灵倒计时，就是质子在捣鬼，不仅在胶片上做出感光，还在汪淼的视网膜上运动，甚至展开为二维包住地球，制造出宇宙微波背景辐射的假象。
人类的希望与叶文洁的绝望
了解了三体人的信息，以常伟思为首的全部作战人员，才明白他们的一举一动都在质子的监视之下，地球已经毫无秘密可言。
话音刚落，三体人向整个作战中心人员发送了一条同样的信息：“你们是虫子”。看到这句话，几乎所有人都垂头丧气，地球人和三体人的科技差距如此悬殊。
史强则不以为意，开车带着汪淼和丁仪来到郊外的麦田，看到漫天飞舞的蝗虫，史强开口说，是地球人和三体人的科技差距大，还是蝗虫和人类的科技差距大，人类和蝗虫斗了这么多年，想尽种种办法，利用各种手段试图消灭它们，可到头来他们依然活得好好的，把人类看作虫子的三体人似乎忘记了一个事实，虫子从来就没有被真正战胜过。
听完史强这段话，三人一起望向天空，此时无数只蝗虫组成的黑云迅速飞过，那才是地球生命的尊严。
而另一边叶文洁经过上级的同意，再次来到了红岸基地的遗址，望着天边那丝血色的夕阳，轻轻地说：“这是人类的落日”。
