В жаркий июльский день 1969 года на пустынной окраине Вальехо раздаются выстрелы, оборвавшие жизнь молодой пары. Это первое заявление о себе таинственного злодея, который вскоре начнёт держать в страхе всю Северную Калифорнию. Месяц спустя редакции газет получают странные послания, полные загадочных символов. Их автор, именующий себя Зодиаком, требует напечатать шифр на первых полосах, угрожая в противном случае новыми жертвами. К расследованию, помимо полиции, неофициально подключаются два коллеги из «San Francisco Chronicle»: циничный, видавший виды репортёр Пол Эвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Интрига нарастает, когда Зодиак, насмехаясь над беспомощностью властей, совершает новое жестокое нападение. Каждое его письмо — это новая загадка и новая порция ужаса. Пока полиция топчется на месте, Эвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, начинают собственное опасное расследование. Они погружаются в лабиринт шифров, намёков и зловещих прогнозов убийцы, пытаясь опередить его и раскрыть личность человека, превратившего охоту на людей в изощрённую игру со СМИ и правосудием.