4 июля 1969 года на окраине калифорнийского города Вальехо происходит ужасающее преступление — неизвестный открывает огонь по молодой паре, оставив после себя лишь вопросы и страх. Спустя месяц в редакциях ведущих газет начинают появляться зашифрованные послания от человека, именующего себя Зодиаком. В письмах он требует опубликовать на первых полосах текст, раскрывающий его личность, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать ни в чём не повинных людей.
К расследованию этого запутанного дела, помимо полицейских из разных штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий карикатурист из той же газеты Роберт Грейсмит. Их совместные усилия по расшифровке посланий и поиску улик внезапно прерываются — Зодиак наносит новый удар, демонстрируя свою жестокость и продолжая сеять панику.