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