В солнечный 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. Неизвестный, назвавшийся Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах расшифрованное письмо, в котором скрыта его личность, иначе он убьёт двенадцать невинных людей. К погоне за тенью, помимо полиции, подключаются два непохожих человека из одной газеты: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Их расследование обретает жуткую актуальность, когда Зодиак, насмехаясь над беспомощностью властей, наносит новый кровавый удар. Каждое новое письмо убийцы — это сложный шифр, каждая новая жертва — вызов. Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, погружаются в опасную игру, где ключом к разгадке становятся не только криминалистические отчёты, но и символы, спрятанные в ребусах самого убийцы. С каждым днём давление нарастает: сможет ли эта странная пара опередить маньяка, прежде чем он исполнит свои угрозы?