В жаркий июльский день 1969 года на пустынной окраине Вальехо раздаются выстрелы, оборвавшие жизнь молодой пары. Это первое заявление о себе таинственного злодея. Месяц спустя редакции газет, включая San Francisco Chronicle, получают странные послания, наполненные шифрами и угрозами. Автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать свой криптографический код на первых полосах, утверждая, что в нём скрыта разгадка его личности, и грозит новыми жертвами в случае отказа. Расследование, захватившее полицию нескольких штатов, привлекает внимание матёрого криминального репортёра Пола Эйвери и его тихого коллеги, карикатуриста Роберта Грейсмита, чья дотошность не знает границ.
С каждым новым письмом Зодиак становится всё наглее, насмехаясь над властями и наращивая психологическое давление. Его шифры бросают вызов лучшим умам, а угрозы материализуются в новые жестокие нападения. Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами — один жаждой сенсации, другой одержимостью разгадать головоломку, — погружаются в опасную игру с невидимым противником. Основной конфликт разворачивается в гонке со временем: удастся ли расшифровать послания и раскрыть личность убийцы до того, как он исполнит свои кровавые обещания?