2007年,地球基礎科學出現了異常的擾動,一時間科學界風雨飄飄,人心惶惶。離奇自殺的科學家,近乎神跡的倒計時,行事隱秘的科學邊,神秘莫測的《三體》遊戲……納米科學家汪淼被警官史強帶到聯合作戰中心,並潛入名為“科學邊界”的組織協助調查。迷霧之中,汪淼接觸到一個名為ETO的 組織,發現其幕後統帥竟是自殺身亡的科學家楊冬的母親——葉文潔。隨著ETO與作戰中心你來我往的不斷博弈,汪淼和史強逐漸確定《三體》遊戲中的世界真實存在。而所有事件的源起,是兩個文明為了生存空間,孤注一擲的生死相逐。在聯合作戰中心及科學家們的共同努力下,汪淼、史強等人堅定信念、重燃希望,帶領大家繼續準備著在今後與即將入侵的三體人展開殊死鬥爭。
近未來,科學家們發現太陽急速衰老膨脹,短時間內包括地球在內的整個太陽系都將被太陽所吞沒。為了自救,人類提出一個名為“流浪地球”的大膽計畫,即傾全球之力在地球表面建造上萬座發動機和轉向發動機,推動地球離開太陽系,用2500年的時間奔往另外一個棲息之地。中國太空人劉培強(吳京 飾)在兒子劉啟四歲那年前往國際空間站,和國際同儕肩負起領航者的重任。轉眼劉啟(屈楚蕭 飾)長大,他帶著妹妹朵朵(趙今麥 飾)偷偷跑到地表,偷開外公韓子昂(吳孟達 飾)的運輸車,結果不僅遭到逮捕,還遭遇了全球發動機停擺的事件。為了修好發動機,阻止地球墜入木星,全球開始展開飽和式營救,連劉啟他們的車也被強征加入。在與時間賽跑的過程中,無數的人前仆後繼,奮不顧身,只為延續百代子孫生存的希望……
本片根據劉慈欣的同名小說改編。