作为《三体》系列第三部作品，本书以地球人类程心的一生为主线，对继第二部《黑暗森林》中威慑建立后的人类历史进行了续写，进一步揭示了宇宙黑暗森林状态的真正面目。在本篇的故事中，太阳系最终没有逃过灭顶之灾；但程心和来自星舰文明的关一帆，为太阳系的人类文明保留了一颗火种。

“三体世界”是一个拥有压倒性技术力量的外星文明，而“面壁计划”是地球对抗“三体世界”入侵太阳系的王牌。在这背后，一个绝密的后备计划正在进行中——将一名人类间谍派到入侵舰队之中，执行这一 "阶梯计划 "的是一位年轻的航天工程师程心。掌握这个计划的关键的人是程心的朋友云天明。还没有人知道，这两个人之间的关系将推动人类文明，甚至是整个宇宙的命运......

另一方面，三体文明派到太阳系的超级计算机智子正在不断监视人类。即使在三个文明对地球的入侵被罗辑的秘密计划所阻止后，智子也被改造成了一个女机器人，并成为连接两个世界的桥梁......