前言：
話說，羅輯的黑暗森林威懾建立後，地球人和三體文明達成了暫時的和平。之前逃亡在外的“青銅時代”號見威懾建立，返回地球。可一到地球，所有人立刻以反人類罪被逮捕，“青銅時代”號向還在太空中的“藍色空間”號發出警告訊息，“藍色空間”號加速逃離。地球艦隊的“萬有引力”號與三體的水滴編隊，開始聯合起來追捕“藍色空間”號。之所以對其窮追不捨，主要是擔心逃亡飛船會因為報復，對外廣播兩個文明的座標。
新的執劍人
女博士小艾發現雲天明送給程心的恆星DX3906存在類地行星，有可能成為移民的希望，因產權問題就喚醒了程心。此時，第一代執劍人羅輯已經是一個垂暮老者了，程心的原上司托馬斯·維德為成為第二代執劍人，試圖射殺主要競爭對手程心，未果，被逮捕入獄。最終，程心成為了第二代執劍人。
三體感知到了程心的軟弱，在羅輯將宇宙廣播系統開關交給程心的十五分鐘後，三體的6個水滴同時向地球發起攻擊。程心放棄發出宇宙廣播，地球上的宇宙廣播系統被水滴無情摧毀，黑暗森林威懾失效。
三體座標暴露
在水滴摧毀宇宙廣播系統的同時，水滴編隊向“藍色空間”號和“萬有引力”號發動攻擊。可最終卻被能夠部分進入四維空間的的“藍色空間”號摧毀，“藍色空間”號佔領了“萬有引力”號，對太空啟動了宇宙廣播，暴露了三體世界的座標，然後繼續逃離太陽系尋找新的家園。
三體在地球上製造了人形機器人智子，強迫全人類向澳大利亞移民。一年後，地球和三體得知了“萬有引力”號的廣播行為，三體放棄了地球，人類從受三體入侵的威脅轉為面臨未知文明的打擊威脅。
三體被攻擊
幾年後，三體世界的三個恆星中的一顆被未知文明用光粒摧毀，少量三體人逃亡。之前“階梯計劃”中的雲天明的大腦被三體截獲後復活，已經進入三體文明內部，他與程心見面。程心與雲天明在太空中通過智子通訊交談，因為被禁止交流拯救地球的方法，雲天明便冒險給程心講了三個暗含拯救人類方法的童話，兩人許下了以後在雲天明送她的恆星DX3906星系相聚的約定，三體艦隊帶著雲天明離開，徹底斷絕了與地球的聯繫。
地球自救計劃
人類解讀了雲天明的童話，想出了三個可能的自救方法：1、掩體計劃：建造太空城躲在巨行星背面，躲避未知文明對太陽進行光粒攻擊時帶來的毀滅能量；2、黑域計劃：改變太陽系的光速，將其降到16.7千米每秒，把太陽系轉化成低光速黑洞以此對全宇宙證明人類文明的絕對安全，避免打擊；3、建造可以光速飛行的曲率驅動飛船逃離太陽系。
經過多方權衡後，人類選擇了掩體計劃，而云天明的童話中的“把人畫到畫裡去，人就會死亡”隱喻一直沒有得到合理的解釋。
二向箔來襲
托馬斯·維德刑滿釋放後，程心將自己的星環公司交由托馬斯·維德接管，而自己進入冬眠。幾年後，托馬斯·維德宣佈要研製曲率驅動飛船，聯邦政府為阻止他，喚醒了程心，程心不願看見托馬斯·維德與聯邦政府兵戎相見，代表星環集團向聯邦政府投降。托馬斯·維德被判處死刑，程心再次冬眠。
55年後，人類接觸到了未知文明向地球投放的“二向箔”，這種武器會把三維物體降到二維從而消滅，之所以沒有用光粒，是因為未知文明注意到了太陽系有光粒打擊不到的盲區。直到此時，人類才意識到雲天明童話中“把人（三維）畫到畫（二維）裡去人就死亡”的含義，實際上，只有建造麴率驅動飛船以光速逃亡才是拯救地球文明的唯一方法，不過一切都為時已晚。
逃離太陽系
程心、小艾甦醒後，太陽系開始二維化，兩人乘“星環號”來到冥王星，遇到了為人類文明建造墓碑的守墓人羅輯。羅輯告訴她們托馬斯·維德死後，他的追隨者暗中建造出了一艘曲率驅動飛船，就是她們乘坐的“星環號”。
程心此時得知曲率引擎運行時會產生“曲率航跡”，航跡內的光速會降低。可以利用大功率曲率引擎產生的航跡來製造黑域，人類要是製造出了曲率引擎驅動飛船，願意離開太陽系的可以逃亡，不願意離開的可留在地球，而逃離的曲率引擎驅動飛船為地球製造黑域以躲避打擊，可惜因為程心的固執，人類失去了最後的機會。最終，羅輯選擇留下，太陽系降維消失，地球人類僅剩的最後兩人程心與小艾乘坐“星環號”離開太陽系。
太空赴約
逃離太陽系後，程心趕赴與雲天明的約定，數百年後，她們到達了恆星DX3906的類地行星，遇到了原“萬有引力”號上的關一帆。得知“萬有引力”和“藍色空間”號上的人類在某個星系生存，關一帆是在此科考的。在科考結束後，關一帆帶著程心去星艦人類生存的新世界。而小艾則留在原地等待雲天明。
返程的程心與關一帆不慎進入黑域，墜入低光速空間，二人被迫冬眠十二天。低光速下，狹義相對論的規律仍然有效，在外面的參照系中，時間正以千萬倍的速度閃電般地流逝。
1700萬年後，程心與關一帆甦醒，成功逃出了黑域，回去當年沒能相聚的地方，在那裡看到了雲天明與小艾留在地質岩層裡面的信息：“我們度過了幸福的一生，送給你們一個小宇宙，在裡面躲避坍縮。”他們進入了小宇宙，在裡面遇見了管理者智子，兩人決定在此延續人類文明。
歸零文明
宇宙中有一個文明，想把因為文明間的降維攻擊從十維一步步跌到三維、現在又在向二維跌落的宇宙重新拉回高維。直接升維是不可行的，但是從另一個方向努力，把宇宙降到零維，然後繼續降維，就有可能從零的方向回到最初。最終，使宇宙的維度重新回到十維的美好時代，所以宇宙在不斷的坍塌。
一天，程心與關一帆收到來自大宇宙的廣播信號，歸零文明號召各個躲在小宇宙中的文明歸還來自大宇宙的物質，以避免大宇宙的膨脹並最終死亡。於是，程心他們將自己的小宇宙物質歸還給大宇宙，在留下了保留有他們文明記憶的記憶體和一個五公斤重的生態球后，三人重返大宇宙中的一個未知行星，開始了前途未卜的新生活。