《三体》第三部有两条主线：联合国的阶梯计划，以及地球人开始清算逃亡到太空中的两艘太空战舰所犯的罪行。

主线之一：

早在危机纪元之初，联合国除了制定出面壁计划，同时还制定出了阶梯计划，不过阶梯计划是有联合国下属的PIA部门制定，未向社会公布，也不被主流理解和重视。

阶梯计划是PIA领导人维德提出，要送一个人到三体文明，以上被截获并成为人类在三体世界的卧底。由于收到传递质量和技术的原因，最终实施是送一个大脑到三体世界。阶梯计划的得名源于程心提出的链式核弹爆炸驱动，类似于飞船在登一个个台阶。对于送谁去，最终选中了云天明的大脑。

程心是一个美丽、善良、博爱的女孩，对谁都很好。而云天明是一个贫穷内向自卑的男生，上大学期间被大家冷落甚至经常遗忘他的存在。程心是唯一一个关注到云天明的人，时常主动问候他，与她聊天，这使云天明形成错觉，心底深深的暗恋上了程心。

大学毕业后他们失去了联系，没几年云天明便患上了绝症，绝症中却意外得到一笔巨额财富。考虑到他的病情已经不可逆，花多少钱都治不好，看到当时联合国为筹集经费，售卖太空恒星，他就用自己意外得到的巨款给程心买了一颗恒星，匿名送给她。

程心意外得到联合国转交的恒星所有权证书，并不清楚是谁送的。但推动阶梯计划过程中，与其他同学聊天时得知云天明病情，认为云天明是阶梯计划的合适人选，所以策划推动了安乐死方案，促成递送云天明大脑到三体文明。在最后时刻，维德告诉程心，云天明是送她星星的人，程心猛然醒悟悔恨不已，想阻止云天明被送往三体文明，却已无能为力。出于悲伤，同时也是阶梯计划的需要，程心进入冬眠，去往未来。

程心第一次醒来是威慑纪元61年，通过罗辑建立的黑暗森林威慑，地球与三体文明开启了一段美好的和平交流共处的蜜月期，人类渐渐放松了对三体的警惕，忘记了当初面对三体入侵的恐慌。有人开始怀疑黑暗森林法则是否真的存在，有人认为这一法则虽然威慑了三体文明，但三体坐标一旦公布，人类也将被毁灭，这是灭绝人性的，罗辑是反人类的。人类之恶充分体现。

人类开始呼唤具备善良、博爱的人当选执剑人，替换掉罗辑，以免给人类带来灭顶之灾，程心是人们心目中的最佳人选。同时竞选执剑人的还有7个人，他们竭力阻止程心当选，其中维德甚至实施了刺杀，但刺杀失败，程心成功当选。

程心当选执剑人后，刚与罗辑做完交接，三体世界就迫不及待地对地球发起了进攻，一时间警报声大起，程心面对三体水滴进攻，手指在按钮上犹豫，她是无论如何都无法下得了决心按下毁灭两个世界的按钮。六个水滴分头并进，在程心的犹豫间，同时摧毁了地球上仅存的4个引力波发射台，使人类彻底失去了向宇宙广播威慑三体文明的能力。

程心痛心不已。程心平静地坐到棋盘前，想好了各种开局，假设了对方各种棋路以及一一应对的方法，她准备用一生的时间来下这盘棋。但对方没有移动一个棋子，而是抓起棋盘劈头盖脸地向她砸了过来。

人类威慑失败，威慑纪元结束。

智子宣布将澳大利亚作为人类唯一可以生存的大陆，要求一年内完成全人类移民，一年后将对澳大利亚以外人类全部消灭。起初人们不以为然，只有小部分进行了移民，水滴便开始了对澳大利亚以外大陆的随机性攻击，造成了大量伤亡和人类恐慌，加速了移民速度。最终在一年内时间，除了少量顽强的游击抵抗部队外，大部分人类已经迁移至澳大利亚。40亿人的迁移，使澳大利亚拥挤不堪，爆发各种混乱，如同人间地狱。但这还不够，智子随即又宣布，拆除澳大利亚所有电力设施，毁灭所有科技设施，使人类回到原始农耕时代。当人们质疑没有电力，粮食产量将受到很大影响，人们没有东西吃时，智子回应，到那时周围的人就互为粮食，通过此方法目标是在三个月后三体舰队到达时，地球人类只剩下三千万到五千万人，来延续人类文明的火种。

幸而在此时，万有引力号发出的三体坐标，招来了宇宙其他文明对三体星球的毁灭，同时使地球也暴露在了危险之中。至此三体放弃了对地球的占领，任由人类重返原来的居所。

在智子离开地球前，为云天明和程心创造了见面的机会。云天明通过近三个世纪三体文明的经历，已经深深融入三体文明并掌握了一些宇宙的秘密。在与程心的会面中，云天明为程心讲了三个童话故事，被认为是通过隐喻向人类传达拯救地球的方法。

由于三体坐标暴露使地球也处于危险之中，人们开始寻求拯救地球的方法，结合对云天明童话故事的参透，制定了三套方案，分别是掩体计划、黑域计划和光速飞船计划。

掩体计划是鉴于罗辑所“诅咒”的恒星以及三体恒星被毁灭的方式，人们认为当宇宙中其他文明对太阳发起攻击时，人类躲在太阳系的木星、土星等四颗巨行星后，能逃过黑暗森林的打击，这是基于人类现有技术，最有可能成功的方案，也就成了最主要的拯救方案。人类围绕这一方案，开始大量在四大巨行星后建造太空城

黑域计划由于意味着人类的自我封闭，没有人实施，等同于放弃了这一拯救计划。而维德对于光速飞船计划极感兴趣，向程心索要了星环公司的控制权，主导这一计划的推进。程心则在此时进入了冬眠。

程心第二次醒来，太空城基本已经建成，大部分人类都已经搬移到了四大巨行星后的太空城，地球变得荒芜人员。程心此次被唤醒，是为了让她组织维德的光速飞船计划。因为首先人们觉得在四大巨行星背后的太空城已经足够安全，其次光速飞船计划从一开始都面临着生命权的不平等，因为一旦灾难来临，光速飞船只能帮助一小部分人逃生，大部分人只能等死，这和逃亡主义的本质是一样的。

维德的光速飞船研究已经进入到了关键阶段，他为了维护研究成果，也作出了鱼死网破的准备，如果太空城要强攻，他的质子子弹足以毁灭整个天空城。程心的圣女心又泛滥了，她不能容忍维德毁灭太空城和这么多人类同胞，强硬要求维德投降，并放弃光速飞船的研究。由于在获取星环公司时的许诺，维德经过挣扎最后做出了无奈的放弃。之后程心再次进入了冬眠。

半个世纪后，安全警报响起，人们一直担心的宇宙文明打击到来，程心再次被唤醒。人类一直想象中的打击是光粒撞击，但最后等到的只是一个类似于小纸条的二向箔。二向箔看似和最初的水滴一样，平和无害，但在丁仪学生参透它危险性的瞬间，施展出了完全超出人类认识的伤害。二向箔的打击是将所有三维物体拉向它，并将之降维为二维物体，它比水滴的杀伤力更大更全面，人类想逃都逃不出，除非速度达到光速。

人类眼睁睁地看着二向箔的攻击徐徐而来，绝望至极，大家知道人类已经无可挽救。曹彬拜托程心前往冥王星，寻找罗辑，将保存在那里的人类遗迹抛向太空，以确保在整个太阳系被拍扁为二维后，人类文物能毫无干扰的存在于这幅二维画面中，以备其他文明发现后能清楚的识别，并得到追缅，人类这个阶段能做的仅此而已。

程心在罗辑的协助下，搬出文物带上飞船后，罗辑告诉她，她所乘坐的飞船是维德秘密研制的光速飞船，可以乘坐逃离太阳系。并告诉她，如果没有她那次对维德的组织，维德能够成功建造出大量的光速飞船，使更多的人在面临此次灾难时逃离太阳系。程心听后悔恨不已，她两次以爱的名义将人类世界推向深渊，而这一次已无人能为她挽回。

程心乘坐光速飞船逃离了太阳系，来到云天明为赠送的恒星附属的行星，在这里见到了关一帆，了解到了蓝色空间号和万有引力号在宇宙中建造的四个世界。他们在寻找云天明的过程中，误入时空隧道，来到了宇宙末日，最终在智子的协助下，穿过宇宙之门，进入了新生的宇宙世界。

主线之二：

罗辑通过黑暗森林法则对成功威慑三体文明以后，地球进入威慑纪元。在短暂的威慑纪元中，地球与三体文明开启了一段美好的和平交流共处的蜜月期，人类渐渐放松了对三体的警惕，开始倒算逃亡到太空中的两艘太空战舰所犯的罪行。

联合国通过智子向逃亡的“青铜时代号”和“蓝色空间号”发出信息，称他们为地球英雄，希望他们返回地球。“青铜时代号”受到诱骗，返回地球，随即全舰官兵被解除武装，迎接他们的不是对英雄膜拜，而是对黑暗战役中攻杀人类同胞的审判。

青铜时代号目标甄别军官在被押解至战舰上做交接时，乘押解人员没有防备情况下，冲进球形舱，向蓝色空间号发出“不要返航，这里不是家”的呼喊，施耐德被激光枪当场射杀。蓝色空间号最初收到来自地球的诱骗信息后，本身就在犹疑，只是停止了加速，并没有返航。当收到施耐德的信息后，验证这是一场骗局，遂立即加速逃离。地球与三体组织达成协议，派出万有引力号和两个水滴，共同前往追击蓝色空间号。

半个多世纪以后，在万有引力号和水滴即将追上蓝色空间号时，蓝色空间号发现了宇宙中那个空间存在的翘曲点，通过研究和练习，掌握了通过翘曲点进入四维空间的方法。蓝色空间号军官通过翘曲点进入四维空间，从四维空间对位于三维空间的水滴进行了偷袭，消灭了水滴，并俘虏了万有引力号的官兵。

时值地球威慑失败，三体文明开启了对人类的殖民，人类文明处于水深火热之中，经历了前所未有的灾难，证明了蓝色空间号逃亡的正确性，万有引力号与蓝色空间号就此形成和解，达成了同盟。他们一起在那片区域参观了四维空间，并由万有引力号上的随舰科学家关一帆主导，对四维空间进行了深入的探索和研究，从而使人类对宇宙有了更为深入的认识和了解。

由于万有引力号具备向宇宙发射广播的能力，两艘战舰全体军官达成一致，通过万有引力号向宇宙广播三体文明坐标，兑现人类对于三体的威慑，而三体星球也因为坐标被公布，很快遭到了打击和毁灭。

发送完广播后，蓝色空间号和万有引力号继续飞往宇宙深处，寻找适宜人类居住的星球。这两艘战舰的官兵，后来在宇宙中拓荒，建造出了四个世界，本书结束时，已建成一号世界和四号世界，另外两个还在拓荒中。而对于这些世界的位置，出于安全考虑，成为了永远的秘密。