В солнечном Калифорнии, в тихом городке Вальехо, летом 1969 года происходит жестокое и, казалось бы, беспричинное убийство. Жертвами становятся молодые влюблённые. Это преступление, однако, — лишь первая нота в страшной симфонии. Вскоре редакции газет, включая San Francisco Chronicle, получают таинственные послания, написанные шифром. Их автор, именующий себя Зодиаком, бросает вызов властям и обществу, требуя опубликовать его шифр на первых полосах и угрожая новыми жертвами. К расследованию, помимо растерянной полиции, неофициально подключаются два очень разных человека из редакции «Хроникл»: амбициозный и циничный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Зашифрованные письма становятся кошмарной реальностью, когда Зодиак совершает новое нападение. С каждой угрозой и каждой загадкой параноидальная игра маньяка набирает обороты, сея панику. Авери, ищущий громкую сенсацию, и Грейсмит, движимый навязчивым желанием разгадать код, оказываются втянуты в смертельно опасную гонку со временем. Их единственная нить — запутанный шифр, в котором, по словам убийцы, скрыто его имя. Но чем ближе они подбираются к разгадке, тем более изощрённым и неуловимым становится их невидимый противник, превращая охоту в личную одержимость с непредсказуемой ценой.
