该片根据中国科幻作家刘慈欣同名小说改编，讲述了在红岸基地人类文明初次向宇宙发出啼鸣后，开启了与计划殖民地球的三体文明间生存之战 。二十世纪六十年代的时候美苏争霸，中国参与其中 并提出了红岸计划，军方探寻外星文明的绝秘计划“红岸工程”取得了突破性进展，一位名叫叶文洁，张静初饰的天体物理学家以太阳为扩音器向宇宙发出了信号，以光速向宇宙深处飞驰，但历经劫难的叶文洁没有意识到，她彻底改变了人类的命运。三颗无规则运行的太阳主导下的百余次毁灭与重生逼迫他们逃离母星，在8年后收到了来自三体星人的回复，叶文洁回复了三体星人并引来了三体星人对地球的侵略。在运用超技术锁死地球人的基础科学之后，一场未来的浩劫摆在人类面前。