想要毀滅全人類的伊文斯聽者有心，建立了第二紅岸發射基地，與三體人建立起穩定的聯系，并利用模擬三體文明的三體游戲吸引高知高權勢的人群，成立了地球三體組織，目的在于幫助三體入侵地球，葉文潔成為了精神領袖。
三體人考慮到地球科學的加速進步會對自己的入侵帶來威脅，向地球發射了兩個由巨大計算機縮小成的原子大小的計算機（稱為智子）。
智子會在地球上所有的加速器中搗亂，改變實驗粒子的運行軌跡或速度，造成假象，使高能物理中對粒子的研究、分析和計算無法正確進行，物理學就沒有了發展的前途，從而確保地球科學被限制住。
同時智子還可以充當無所不在的間諜，人類的任何行為都在三體人的監視之中，除了腦袋里思考的東西之外，人類對三體沒有了秘密。
另外，三體為了促進地球三體組織的壯大，在很多重要人物眼中用智子留下倒計時的影像，促使這些人去追尋倒計時的原因以信奉神跡，加入地球三體組織，不加入的或自殺或被地球三體組織所殺。
上百名科學家的死亡引起了相關部門的懷疑，他們找到汪淼教授去玩三體游戲，得到了與地球三體組織接觸的機會，得知了三體人即將入侵地球的消息。
物理學被鎖死和葉文潔的秘密，導致她的女兒物理學家楊冬對生活失去了信心，自殺身亡。
葉文潔只是希望外星人接管人類，與伊文斯的意見并不統一，故而在女兒楊冬墓前遇見女兒的同學社會學家羅輯時，引導羅輯思考宇宙社會學，告知了重要的宇宙社會學的兩個公理和兩個概念：猜疑鏈和技術爆炸，為羅輯以后發現黑暗森林威懾理論，挽救地球埋下了種子。
葉文潔和羅輯的這次會面自然沒有逃過智子的監視，三體人意識到羅輯的潛在威脅，命令伊文思暗殺羅輯，羅輯因突發狀況僥幸躲過了偽裝成車禍的暗殺。
得知地球三體組織內幕的相關部門，抓獲了葉文潔，并用“飛刃”材料毀滅了伊文思游輪基地，殺死了伊文思，得到了游輪基地上的情報。
從此地球全面開始了對三體入侵的抵抗。
因為只有思想是不會被智子探知的，所以聯合國制定了“面壁計劃”，選出來的“面壁人”可以調動全世界大量資源實現自己拯救地球的計劃，并且無論所做的多么奇怪也不需要向任何人解釋原因。
選出的四位面壁人是泰勒、希恩斯、雷迪亞茲和羅輯。
前三位都是因為實力被選入，很平凡的羅輯之所以入選，是因為在收繳出的地球三體組織的資料里，有來自三體暗殺羅輯的指示，讓聯合國意識到三體畏懼羅輯。
其他三位為面壁計劃搞得如火如荼，羅輯卻認為自己難當大任，又無法擺脫面壁人的身份，便消極怠工，以“我在工作，但是不需要解釋”為由過著隱居的休閑生活，還利用職權尋找心中虛構出來的夢中情人。
聯合國為了讓無所欲求的羅輯產生努力工作的動力，找到了極其符合羅輯虛構形象的女子莊顏，羅輯愛上莊顏并與之生兒育女。
聯合國利用冬眠技術讓莊顏和孩子冬眠，聲稱要到四百年后三體到達的“末日”才喚醒她們。
羅輯為了讓心愛的妻兒能夠在末日后也生存下去，開始拼命的思考如何挽救地球。
三體人也在地球三體組織余黨中挑選出3個專門對付面壁人的破壁人，只有羅輯因為其詭異性，沒有被指派對應的破壁人。
與此同時，行星防御理事會戰略情報局也提出了“階梯計劃”：向對地球人感興趣的三體艦隊發送地球人的活體，好讓地球人進入三體內部為地球刺探情報。
因為技術限制，只能運送半公斤的東西，局長托馬斯·維德提出只需要運送冷凍的人類大腦即可，高度發達的三體人應該可以復蘇大腦并克隆出整個身體。
他的女部下程心推動通過了安樂死法，好獲得絕癥病人的健康大腦參加“階梯計劃”。