Nội dung phim Tam Thể bắt đầu từ năm 2007 khi xuất hiện sự xáo trộn bất thường của khoa học cơ bản trên Trái Đất.
Lúc này, giới khoa học vô cùng hoang mang lo sợ bởi hàng loạt điều kỳ dị xảy ra. Vụ tự sát kì lạ của một nhà khoa học, một phép đếm ngược gần như là phép màu, Biên giới Khoa học hành động bí mật, trò chơi "Tam Thể" đầy bí ẩn...
Để giải mã những bí ấn về Tam Thể, Sử Cường đã đưa Vương Miểu đến Trung tâm kết hợp tác chiến và lẻn vào tổ chức "Biên giới Khoa học" để hỗ trợ điều tra.
Trong quá trình điều tra, Vương Miểu và Sử Cường tiếp xúc với một tổ chức có tên là ETO và phát hiện ra bí mật của trò chơi "Tam Thể". Đây là hai nền văn minh đang dốc sức chiến đấu với nhau vì không gian sinh tồn. Nhờ sự nỗ lực của tất cả mọi người, Vương Miểu, Sử Cường và những người khác đã thắp lên hy vọng và dẫn dắt mọi người đối mặt với cuộc khủng hoảng nhân loại sắp sửa xảy ra.