Сериал "Задача трёх тел" разворачивается на двух временных линиях, которые в итоге оказываются тесно связанными. В конце 60-х годов прошлого века молодая женщина, пережившая личную трагедию, попадает в секретный исследовательский комплекс. Там группа учёных ведёт титаническую и опасную работу, пытаясь отправить сигнал в космическую бездну.
В наши дни физический мир начинает давать трещины. Эксперименты в крупнейших научных центрах внезапно выдают невозможные результаты, а за этим следует череда странных смертей среди исследователей. Лондонский следователь, копаясь в жизни одной из погибших оксфордских учёных, выходит на её необычных учениц. Одна из них вдруг начинает буквально видеть перед глазами таинственный цифровой отсчёт.
Другая девушка находит у матери покойной наставницы странное устройство, похожее на шлем. Надев его, она погружается в гиперреалистичную симуляцию жестокого инопланетного мира, обречённого на хаотичное существование между тремя солнцами. Эта виртуальная игра оказывается не развлечением, а ключом к пониманию надвигающейся на человечество угрозы, корни которой уходят в прошлое.