Chine, années 1960. En pleine révolution culturelle, le pouvoir lance un programme de recherche de civilisations extraterrestres. Ye Wenjie, une astrophysicienne, envoie dans l'espace un message contenant des informations sur la civilisation humaine. Il est capté par les Trisolariens, qui s'apprêtent à abandonner leur planète, menacée par son Système solaire.