В солнечном Калифорнии 1969 года на окраине Вальехо разыгрывается кровавая драма: неизвестный преступник хладнокровно расстреливает молодую пару. Это преступление, казалось бы, остаётся одним из многих, но месяц спустя оно обретает зловещее продолжение. В редакции крупных газет начинают поступать зашифрованные письма от человека, именующего себя Зодиаком. Он требует опубликовать на первых полосах таинственный шифр, якобы раскрывающий его личность, и грозит убить ещё двенадцать человек в случае отказа. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются необычный дуэт из редакции San Francisco Chronicle: уставший, но цепкий репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый деталями карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ограничивается угрозами. Его новое нападение подтверждает, что это не пустая бравада, а жестокая реальность. Убийца словно играет с обществом и правосудием, оставляя загадки и насмехаясь над беспомощностью властей. Каждое его письмо, каждый новый шифр — это вызов, который бросают ловкому репортёру и дотошному художнику, затягивая их в опасную игру, где цена ошибки — человеческая жизнь. Конфликт обретает личный характер: Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, вступают в погоню за призраком, чья следующая цель неизвестна, а методы становятся всё изощрённее.