В солнечном Калифорнии, в тихом городке Вальехо, летняя ночь 4 июля 1969 года обрывается выстрелами. Неизвестный преступник жестоко убивает молодую пару, оставив после себя лишь шок и неразгаданную тайну. Месяц спустя в редакции газет, включая San Francisco Chronicle, начинают приходить зловещие шифрованные послания. Их автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах закодированную тайну его личности, угрожая в противном случае убить двенадцать невинных людей. К расследованию, помимо растерянной полиции, неожиданно подключаются два очень разных человека из одной газеты: харизматичный и циничный репортёр-ветеран Пол Эйвери и тихий, но дотошный карикатурист Роберт Грейсмит.
Игра только начинается. Пока власти пытаются расшифровать головоломки убийцы, Зодиак не собирается останавливаться и наносит новый, дерзкий удар, бросая вызов всей системе правосудия. Его послания становятся всё наглее, а шифры — сложнее. Эйвери видит в этой истории сенсацию всей жизни, а Грейсмит, одержимый логикой головоломок, начинает собственное расследование. Их неожиданный союз становится единственной надеждой на поимку неуловимого маньяка, который, кажется, всегда на шаг впереди и наслаждается своей безнаказанностью, превращая охоту в смертельную игру кошки и мышки.