4 июля 1969 года на тихой окраине калифорнийского города Вальехо происходит жестокое нападение: неизвестный преступник открывает огонь по молодой паре, убивая их на месте. Спустя месяц в редакциях ведущих газет начинают появляться зашифрованные послания, автор которых, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первой полосе текст, раскрывающий его личность, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать человек. К расследованию, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий карикатурист той же газеты Роберт Грейсмит.
Вскоре Зодиак вновь напоминает о себе, совершая новое дерзкое преступление. Это заставляет власти и прессу действовать ещё активнее, а напряжение в обществе нарастает. Эйвери и Грейсмит, объединив опыт и интуицию, погружаются в опасное противостояние с неуловимым убийцей, чьи письма и шифры будоражат всю страну.