В жаркий июльский день 1969 года на пустынной окраине Вальехо раздаются выстрелы, оборвавшие жизнь молодой пары. Это первая, но не последняя жертва таинственного преступника. Месяц спустя редакции газет потрясены — они получают зашифрованные послания от убийцы, который именует себя Зодиаком. Он требует напечатать свой криптограммный код на первых полосах, угрожая в противном случае лишить жизни ещё дюжину людей. Расследование запускается в спешке, и к нему помимо полиции подключаются два непохожих сотрудника «San Francisco Chronicle»: уставший от сенсаций, но проницательный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не шутит — вскоре он совершает новое жестокое нападение, оставляя после себя лишь новые шифры и насмешки. Пока власти бьются над расшифровкой, а общественность охвачена паникой, Эйвери и Грейсмит начинают собственное опасное расследование. Их навязчивая охота за неуловимым маньяком превращается в личную одержимость, которая грозит разрушить их жизни, но может стать единственным ключом к разгадке личности самого загадочного серийного убийцы Америки.