2005年，地球基础科学出现了异常的扰动，一时间科学界风雨飘飘，人心惶惶。离奇自杀的科学家，近乎神迹的倒计时，行事隐秘的科学边界，神秘莫测的《三体》游戏等。纳米科学家汪淼被警官史强带到联合作战中心，并潜入名为“科学边界”的组织协助调查。迷雾之中，汪淼接触到一个名为ETO的组织，发现其幕后统帅竟是自杀身亡的科学家杨冬的母亲——叶文洁。随着ETO与作战中心你来我往的不断博弈，汪淼和史强逐渐确定《三体》游戏中的世界真实存在。而所有事件的源起，是两个文明为了生存空间，孤注一掷的生死相逐。在联合作战中心及科学家们的共同努力下，汪淼、史强等人坚定信念、重燃希望，带领大家继续准备着在今后与即将入侵的三体人展开殊死斗争。
张鲁一 饰 汪淼
于和伟 饰 史强
陈瑾 饰 老年叶文洁
王子文 饰 青年叶文洁
林永健 饰 常伟思
李小冉 饰 申玉菲
王传君 饰 丁仪
何杜娟 饰 杨冬
原著 刘慈欣
导演 杨磊
编剧 白一骢
剧组曾在宁波广场的一家茶馆进行了一天的拍摄，而根据剧情需要，茶馆当天被“改造”成了一家咖啡馆，取景内容反映的是咖啡店场景。拍摄当天，剧组特地带来一台手冲咖啡设备，还在现场做了不少甜品。
在导演杨磊看来，科幻作品应该具有其独特现实意义，并能够为观众展现“未来现实”的某种可能性。正如原著作者刘慈欣的文章中所写：优秀的科幻作品能够提供一种有用的思维方式，让人意识到未来之路曲折而变幻莫测的“形状”，并为未来可能发生的重大事件做好思想准备。在该剧的拍摄过程中，全体剧组人员“以敬畏、认真的态度投入到拍科幻这件事情上”。
2020年6月，该剧在横店影视拍摄基地开拍。7月，该剧在宁波博物馆取景。12月14日，该片宣布杀青。
为了更好地还原原著情节，制作团队历时四年打磨剧本，历经126天拍摄，取景地区遍及宁波、横店、北京、黑河，置景270余处。
