由于科学界的一个团体——科学边界的出现以及大量加入其中的科学家的离奇自杀，汪淼被军方邀请参与这次调查。作为一个纳米材料的科研人员，他对于科学边界的“科学的局限性”的讨论敬而远之，但是当被请求加入其中作为官方卧底去为这一场他毫不理解的战争一探究竟时，他却又鬼使神差的允下。

妻子杨冬的自杀对于丁仪的打击无疑是巨大的。也正是因为杨冬也参加了科学边界，所以汪淼在接受任务后第一个拜访的就是丁仪。作为一个宏原子（作者虚构）的研究者，他对于物质微观的理解使他也能够触及科学边界的讨论范畴。而他，用一场台球游戏向汪淼揭示了科学家自杀的真象——研究所发现的“宇宙不存在普适的规律”的事实使这些理论物理学家精神崩溃。

汪淼仍然将信将疑，科学家的信仰和理性让他想搞清楚这个问题。这时，他突然可以看到一组诡异出现的倒计时——他完完全全卷入其中了，巨大的思想压力让他只好向申玉菲（科学边界的成员）求助。然而她却让汪淼停下手头上的纳米科研项目。他挣扎无果，时时刻刻存在的倒计时让他无奈之下停止项目。神奇的是，项目停下之时，倒计时也停止。他开始陷入崩溃，对于这离奇事件他只能让自己相信是有人捣鬼，但是申玉菲承诺，会用整个宇宙的闪烁为他证明，宇宙的规则是什么。

在等待闪烁来临间隙，他申请了在申玉菲处偶然看到的网络游戏——三体的账号。在这个游戏世界中，由于三个太阳的存在导致昼夜不定，而人们也会在乱纪元时缩水，以等待恒纪元的到来。这个无规则的游戏世界让他重回那个有关于宇宙不存在普适规律的噩梦。他无力解释，为了排遣这种无助，也是完成丁仪的嘱托，去拜访了杨冬的母亲叶文洁，并从叶文洁那里了解到在何处能观测宇宙背景辐射——他在为那一场宇宙闪烁准备着。而当汪淼在微波背景探测微卫星的终端屏幕上看到一个个波峰时，他崩溃了。对于这未知倒计时的恐惧，让他彻底倒下。此时，代表官方与汪淼接触的警员史强这时候倒展现了普通人的智慧。他只是告诉汪淼，“邪乎到家必有鬼”。史强用他那份“无知者”对于科学的信任，让汪淼找到重新站起来的动力。

汪淼与叶文洁的第二次谈话内容是关于叶文洁的身世和红岸计划。他在之前了解到，叶父（叶哲泰）作为理论物理学的反动学术权威在文革中被叶母（邵琳）批判，被红卫兵殴打致死。她也因为这“反动”的身世失去了继续学习研究物理学的机会，在大兴安岭的深山老林为这个时代的悲哀燃烧着自己的生命。她在那里，与随团记者白沐霖相识。白对于兵团在森林中的砍伐建设事业有着和叶文洁一样的态度——残忍而疯狂。叶帮助他抄写了他递给领导的建议信，然在时代的洪流下，白同样没有良心。当被政治部审讯的时候，叶文洁才明白，她被背叛了。而这，使她对于这个文明更加地彻底的失望。之后，由于他的学术背景和国家需要，他被叶哲泰曾经的学生杨伟宁推荐加入了红岸计划。因为专业技术熟练，负责红岸计划的政委雷志成为了政绩不断将叶文洁引入任务核心，而杨卫宁试图保护她的行为却让她误以为雷政委才是相信她的那个人。直到她在上级的批示下了解到红岸计划的目的，她才明白，她又一次成为了牺牲品。当然，她顺理成章地成为红岸计划的负责人，不断尝试与外星人取得联系。之后，她又与杨卫宁组成家庭，在一次意外中杨与雷意外死亡，她诞下遗腹子杨冬。

叶文洁的事和宇宙闪烁一起折磨着汪淼，他又试着转向“三体”问题以求宁静。这是，申玉菲突然被杀和多次的生命威胁使得申玉菲的丈夫魏成无比惊恐，开始向警方求助。在笔录叙述中，他详细讲述了他对三体问题的数学研究和他了解到的申玉菲和一位环保主义者潘寒的一些事，包括他们关于“统帅”的讨论。之后，再汪淼参加的一次三体游戏的线下聚会中，他才进一步知晓三体游戏的意义——一种文化渗透。他知道了遥远存在的三体存在向地球侵入的计划。

支持三体入侵的一群人组成的三体组织事实上也有派系。当在第一次聚会通过审核后，在汪淼参加的正式的三体运动会议上，他亲眼看到了三体组织的领统帅——叶文洁作为期望三体文明给地球文明以重生的拯救派领袖对于试图凭借三体文明消灭地球文明的降临派的一次内部清理。之后，叶也向汪淼重述了红岸计划的真象。

事实上，在红岸计划的后续研究中，叶文洁发现了一个无比震撼的结论——地球是一个巨大的电波放大器。当她实验性的发出信号并最后得到来自半人马座三星的警告性回应时，她成为了整个地球的叛徒——她再次发出信息，希望对方的介入。而这一切，全被雷政委觉察。她为了自己的目标——改造人类文明——趁着一次设备维修，她剪断了雷政委的安全绳，哪怕此时杨卫宁也在下面，哪怕此时她已有身孕。

时代的车轮继续向前，文革早已过去，红岸计划的巨大成就也因为叶文洁的隐瞒而被视作无用功而慢慢被轻视、舍弃、遗忘，叶文洁回归了正常的生活。当她想找到当时打死她父亲的红卫兵做一个了结时，她得到的是恶人先出恶语；当她与邵琳重见时，更没有一丝歉意，邵琳给她的只有有关于母亲的空白和对于背叛地球的确信。她终于没有了怀疑。

她第一次把三体告诉别人是讲给了伊文斯——一个亿万富翁的继承者，一个物种共产主义的信仰者，一个对地球文明的失望者。当有了理念和金钱，第二红岸基地——地球的三体运动的组织的成立顺理成章。叶文洁成为了三体组织的最高统帅。

在之后的三体运动中，由第二红岸基地向三体世界传送的信息使得三体世界对入侵地球有了充分的准备。他们通过将质子升降维改造成计算器并传向地球，通过质子的选择性运动干扰地球的基础研究。从而限制地球科学的进步，保证三体世界对于地球的科技领先。再后续的派去舰队，为三体世界征服这一片新的生存领土。

在叶文洁提供的信息的帮助下，警方也成功地摧毁了第二红岸基地并获得了三体与其的交流信息。而当人类研读这些信息时，三体世界向地球发送了新的讯息——你们都是虫子。