В жаркий июльский день 1969 года на тихой окраине Вальехо раздаются выстрелы, оборвавшие жизнь молодой пары. Это первое заявление о себе таинственного злодея, который вскоре начнёт держать в страхе всю Северную Калифорнию. Месяц спустя редакции газет получают странные послания, наполненные шифрами и угрозами. Автор, назвавшийся Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах ключ к своей личности, иначе он убьёт ещё дюжину невинных людей. Расследование запутывается, и к нему помимо полиции подключаются два непохожих сотрудника «San Francisco Chronicle»: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Инцидент в Вальехо оказался лишь началом. Зодиак не шутит — вскоре он совершает новое жестокое нападение, оставляя после себя лишь загадочные символы и насмешливые письма. Пока власти безуспешно бьются над шифрами, Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, начинают собственное опасное расследование. Их настойчивость оборачивается игрой в кошки-мышки с безжалостным маньяком, который, кажется, всегда на шаг впереди и готов в любой момент снова нанести удар, чтобы доказать своё превосходство.