В солнечной Калифорнии 1969 года на окраине Вальехо происходит жуткое преступление: неизвестный нападает на влюблённую парочку. Это кровавое событие становится лишь первым актом в серии угроз. Вскоре редакции крупных газет, включая San Francisco Chronicle, начинают получать зашифрованные письма от человека, именующего себя Зодиаком. Он требует опубликовать на передовице шифр, скрывающий его личность, и грозит убить ещё двенадцать человек в случае отказа. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются два непохожих сотрудника газеты: циничный, видавший виды репортёр Пол Эйвери и тихий, но одержимый деталями карикатурист Роберт Грейсмит.
Их настойчивые попытки расшифровать послания и вычислить маньяка оборачиваются смертельно опасной игрой в кошки-мышки. Зодиак не шутит — вскоре он наносит новый удар, доказывая, что его угрозы страшная реальность. Каждое новое письмо, каждая новая жертва — это вызов системе и лично тем, кто пытается его остановить. Авери и Грейсмит оказываются втянуты в безумную гонку со временем, где цена ошибки — человеческие жизни, а ключ к разгадке спрятан в головоломках безумного гения.