三个多世纪前，天体物理学家发现太阳内部氢转化为氦多速度突然加快，他们通过大量探测器最终建立了完整的数学模型，结果表明：太阳的演化已经向主星序外偏移，氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫“氦闪”的剧烈爆炸，之后太阳将膨胀为一颗红巨星，以至于地球将在太阳内部运行，而在此之前，地球已经被汽化了，这一切将在四百年内发生。
人类逃亡的目的地是半人马座，距离4.22光年。至于如何逃亡，出现了地球派和飞船派。飞船派主张建造巨大的飞船，这样就能够在短时间内逃离太阳系，但是目前能建造的飞船最多只有上海或纽约大小，并且只能达到光速的百分之零点五，需要十七万年才能到达目的地，飞船上的小规模生态系统难以支撑这么久，并且半人马座没有行星。地球派则主张在地球上安装一万座地球发动机，带着地球一起逃亡。
人类的逃亡分为五步：刹车时代——用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向；逃逸时代——全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系；流浪时代Ⅰ——在外太空继续加速，飞翔比邻星；流浪时代Ⅱ——在中途使地球重新自转，掉转发动机方向，开始减速；新太阳时代——地球泊入比邻星轨道。整个逃亡旅程延续2500年，一百代人。
刹车时代：小说以第一人称描述，开始于刹车停止。
逃逸时代：地球需要经过变轨加速，围绕太阳公转15圈。在这个过程中，地球公转轨道会越变越扁。长期的死亡威胁严重影响了人类的心理状态，当地球从远日点奔向近日点时，所有人都开始变得心神不宁，谣言四起。地球加速以及变轨造成地核平衡被扰动，在第六次变轨之后，各个大洲的地下城市，岩浆渗入灾难频繁发生。在危难发生时，由联合政府危急法（年龄越小，优先级越高）维持秩序。在这种环境下，生存是最受关注的话题，而感情变得不那么重要。由于环境的严酷，法律规定每三对新婚夫妇只有一对有生育权，由抽签决定。这个时代，最重要的是拥有希望，选择希望的人被认为是高贵的，如同以前拥有金钱和权利的人一样。在最后一次绕太阳公转之后，地球需要借助木星的引力加速，以达到逃逸速度，这发生在最后一次离开近日点两个月后。
离开木星后进入了流浪时代Ⅰ，地球发动机开始全功率开动。但此时人类社会开始流传一种论调：氦闪只是联合政府的阴谋，只为了建立他们的独裁帝国！太阳一天天没有发生变化，人类的生活也越发变得艰难，一个民间组织向太阳发射了一组探测器表明：太阳与四个世纪前相比没有任何变化。民众长期被压抑情绪瞬间爆发了，叛乱在各个大陆同时爆发，以摧枯拉朽之势包围了地球发动机控制中心。最后剩余的5千余政府军为了防止地球发动机失控进而聚变物质烧穿地球，选择投降。这些人被判处死刑，暴露在零下百度的大海的冰面上慢慢死去。行刑1小时之后，氦闪爆发了，命运用这样残酷的方式给了民粹主义一巴掌。
此后，地球将坚定的踏上了流浪之旅，并依次经历流浪时代Ⅱ和新太阳时代。
电影《流浪地球》是在小说的基础上，在逃逸时代借助木星引力加速阶段，添加了地球即将撞击木星最终通过大爆炸冲击波改变运转轨道解围的情节。
