В июле 1969 года на окраине калифорнийского Вальехо происходит жестокое нападение на молодую пару. Это преступление становится первым в серии, а его автор — таинственной и пугающей фигурой, скрывающейся под псевдонимом Зодиак. Месяц спустя редакции ведущих газет, включая San Francisco Chronicle, начинают получать зашифрованные послания от убийцы. В них он не только берёт на себя ответственность, но и выдвигает дерзкий ультиматум: раскрыть на первой полосе тайну его личности, содержащуюся в шифре, или стать свидетелями гибели ещё дюжины невинных людей. К расследованию, помимо сбитых с толку полицейских из разных ведомств, неофициально подключаются два коллеги из Chronicle: уставший от сенсаций, но опытный криминальный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ждёт, пока газеты выполнят его условия. Его угрозы быстро материализуются в новом жестоком нападении, которое доказывает, что он не шутит. Каждое новое письмо, каждая загадка и каждая насмешка над правоохранительными органами лишь подливают масла в огонь. Для Эйвери это становится главной темой в карьере, а для Грейсмита — опасной навязчивой идеей. Вместе они погружаются в тёмный лабиринт намёков, шифров и улик, пытаясь опередить маньяка, который явно наслаждается своей игрой с общественностью и чувствует себя безнаказанным.