В солнечном Калифорнии, в городе Вальехо, лето 1969 года омрачено жестоким преступлением — на окраине города неизвестный стрелок хладнокровно убивает молодую парочку. Это преступление становится лишь первым звеном в цепи ужаса. Вскоре редакции крупных газет получают зашифрованные послания от человека, именующего себя Зодиаком. Он требует опубликовать на первых полосах тайный код, якобы раскрывающий его личность, и грозит убить ещё двенадцать человек в случае отказа. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются необычный дуэт из редакции «San Francisco Chronicle»: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ждёт. Его угрозы — не пустой звук. Пока власти ломают голову над шифром, убийца снова наносит удар, демонстрируя свою неуловимость и жестокость. Каждое новое письмо, каждая новая жертва — это и насмешка над правосудием, и смертельная игра в кошки-мышки. Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, оказываются втянуты в эту опасную гонку со временем, где ставка — человеческие жизни, а противник — хитрый манипулятор, чья следующая цель неизвестна.