身患絕癥的云天明買下一顆星星送給暗戀著的大學(xué)同學(xué)程心，而程心因參與（PIA）向三體艦隊發(fā)射探測器的工作，卻想讓航天專業(yè)背景的他放棄安樂死，作為被執(zhí)行人將大腦捐獻(xiàn)給階梯計劃。與三體文明的戰(zhàn)爭使人類首次看到了宇宙黑暗的真相，地球文明因為黑暗森林打擊的存在如臨大敵，不敢在太空中暴露自己。在零道德的宇宙中發(fā)起黑暗戰(zhàn)役的戰(zhàn)艦被誘導(dǎo)返航，卻受到有道德的地球文明審判。

不稱職的懦弱少女程心被選來充當(dāng)掌握地球命運(yùn)的執(zhí)劍人，她因為羅輯的成功將這看作一項只需花費(fèi)時間的任務(wù)，剛剛?cè)温毸尉拖虻厍虬l(fā)動攻擊，程心為了忠于人性做出了錯誤的決定。在警示下繼續(xù)逃離的“藍(lán)色空間”號，受到具有發(fā)射引力波能力的“萬有引力”號與兩個同行的“水滴”追擊，其上的人員進(jìn)入四維空間摧毀水滴并占領(lǐng)了“萬有引力”號，啟動引力波廣播向宇宙公布了三體星系的坐標(biāo)。

云天明與地球取得聯(lián)系，通過講述三個自己編創(chuàng)的童話故事，向程心透露大量情報；人類自以為悟出了生存競爭的秘密，開始進(jìn)行掩體計劃，維德領(lǐng)導(dǎo)的空間曲率驅(qū)動研究因為程心的錯誤判斷被終止，使得人類最終沒有能夠逃脫被高級文明毀滅的命運(yùn)。因為宇宙中還存在更強(qiáng)大的文明，戰(zhàn)爭的方式和武器已經(jīng)遠(yuǎn)超出人類的想象，極高文明發(fā)出了一張卡片大小的“二向箔”，使整個太陽系壓縮為二維平面而毀滅。

在地球人類接近滅亡之際，只有程心和艾AA兩個幸存者乘坐光速飛船離開。羅輯成為設(shè)置于冥王星的地球文明博物館的“守墓人”，她們在冥王星帶走人類文明的精華。在云天明送的恒星的一顆行星上，程心遇到關(guān)一帆且探討了宇宙降維的真相，然而超乎一切之上的力量要求宇宙歸零重生，在黑域中穿越長達(dá)1800萬年的時空……程心沒有等到云天明到來，和關(guān)一帆在小宇宙中短暫居住后重新進(jìn)入大宇宙生活。