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. Неизвестный, назвавший себя Зодиаком, требует опубликовать на первой полосе расшифрованное письмо, в котором скрыта разгадка его личности, иначе он убьёт ещё двенадцать человек. К погоне за тенью, помимо полиции, подключаются два очень разных человека из одной редакции: уставший, но цепкий криминальный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый деталями карикатурист Роберт Грейсмит.
И пока газеты и сыщики ломают головы над кодами, Зодиак не шутит. Его новая жертва падает в Сан-Франциско, а насмешливые и пугающие письма продолжают приходить. Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, всё глубже погружаются в опасное расследование, где каждая улика может быть ловушкой, а истина спрятана за очередным шифром, который убийца бросает им как вызов. Их настойчивость оборачивается игрой в кошки-мышки с безжалостным манипулятором, который, кажется, всегда на шаг впереди.