В жаркий июльский день 1969 года на пустынной окраине Вальехо раздаются выстрелы, оборвавшие жизнь молодой парочки. Это первое заявление о себе таинственного злодея. Месяц спустя редакции газет, включая San Francisco Chronicle, получают странные послания, наполненные шифрами и угрозами. Автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первой полосе расшифрованное письмо, в котором скрыта разгадка его личности, иначе он убьёт ещё двенадцать невинных людей. К делу, помимо сбитых с толку полицейских, неофициально подключаются два коллеги по газете: усталый, но цепкий репортёр-ветеран Пол Эйвери и тихий, одержимый деталями карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ждёт. Пока власти ломают голову над шифрами, убийца снова наносит удар, оставляя после себя новые жертвы и насмешливые письма. Каждая его выходка — это вызов системе и игра с общественностью. Эйвери и Грейсмит, такие разные по характеру, оказываются втянутыми в опасную гонку со временем и безумным гением. Их настойчивость может раскрыть личность маньяка, но с каждым шагом в расследовании они сами становятся мишенями в смертельной игре, где правила пишет загадочный Зодиак.