В солнечном Калифорнии 1969 года на окраине Вальехо разыгрывается кровавая драма: неизвестный преступник хладнокровно расстреливает молодую пару. Это преступление, казалось бы, остаётся локальным ужасом, пока спустя месяц редакции крупных газет не начинают наводнять зашифрованные послания. Их автор, именующий себя Зодиаком, цинично бахвалится содеянным и выдвигает дерзкий ультиматум: он убьёт ещё дюжину человек, если газеты не опубликуют на первых полосах шифр, скрывающий разгадку его личности. В погоню за тенью включаются не только сбитые с толку полицейские из разных штатов, но и два непохожих сотрудника San Francisco Chronicle: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ограничивается угрозами. Его новая атака обрушивается на общество, доказывая, что кошмар реален, а убийца не шутит. Каждое новое письмо, каждая новая жертва и каждый оставленный шифр — это вызов системе и личная насмешка над теми, кто пытается его остановить. Для Эйвери это становится главной карьерной гонкой, а для Грейсмита — опасной одержимостью, затягивающей его в тёмный лабиринт, из которого, возможно, нет выхода. Конфликт перерастает в изматывающую интеллектуальную дуэль, где на кону — жизни невинных людей, а противник остаётся неуловимым призраком, издевающимся из тени.