В солнечном июле 1969 года на окраине калифорнийского Вальехо происходит жестокое преступление: неизвестный стрелок оборвал жизнь молодой влюблённой пары. Это событие становится лишь первой мрачной нотой в симфонии ужаса. Месяц спустя редакции газет, включая San Francisco Chronicle, получают зашифрованные послания. Их автор, именующий себя Зодиаком, цинично требует опубликовать его шифр на первых полосах, угрожая в противном случае убить ещё дюжину невинных людей. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются необычный дуэт из самой Chronicle: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ждёт. Его новая угроза быстро материализуется в ещё одном кровавом нападении, бросающем вызов всему штату. С каждой новой жертвой и каждым издевательским письмом убийца не только насмехается над властями, но и затягивает в свою игру Эйвери и Грейсмита. Теперь их гонка со временем превращается в опасное противостояние с теневым гением, чья загадочная личность спрятана за сложными шифрами, а следующая цель неизвестна. Смогут ли упрямый журналист и дотошный художник, движимые разными мотивами, разгадать код раньше, чем Зодиак исполнит свои обещания?