4 июля 1969 года на окраине Вальехо в Калифорнии происходит трагедия: неизвестный преступник открывает огонь по молодой паре, убивая обоих. Спустя месяц в редакциях ведущих газет появляются зашифрованные послания, где автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах текст с разгадкой его личности. В противном случае он угрожает лишить жизни ещё двенадцать ни в чём не повинных людей. К расследованию, помимо полиции, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий художник-карикатурист Роберт Грейсмит, также сотрудник издания.
Вскоре Зодиак вновь напоминает о себе, совершив очередное жестокое преступление. Это заставляет власти и прессу действовать ещё активнее, пытаясь опередить маньяка и расшифровать его послания. Эйвери и Грейсмит, объединив усилия, погружаются в запутанную историю, где каждая деталь может стать ключом к разгадке.