4 июля 1969 года на тихой окраине Вальехо в Калифорнии неизвестный преступник открывает огонь по молодой влюблённой паре, оставляя за собой кровавый след. Спустя месяц редакции ведущих газет начинают получать зашифрованные послания, в которых таинственный убийца, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первой полосе разгадку его личности, угрожая в противном случае лишить жизни ещё двенадцать человек. К расследованию, помимо полиции из разных штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий карикатурист из той же газеты Роберт Грейсмит.
Вскоре Зодиак вновь напоминает о себе, совершая очередное жестокое нападение, которое ещё больше накаляет обстановку и заставляет общественность содрогнуться от ужаса. Эйвери и Грейсмит, объединив усилия, погружаются в запутанную паутину загадок, оставленных убийцей, пытаясь опередить его следующий шаг и предотвратить новые трагедии.