В солнечный Вальехо 1969 года на тихой окраине оборвалась жизнь молодой парочки — таинственный стрелок настиг их без предупреждения. Это стало лишь началом кошмара. Месяц спустя редакции ведущих газет, включая San Francisco Chronicle, получают зашифрованные послания от человека, именующего себя Зодиаком. Он требует опубликовать на первых полосах шифр, якобы скрывающий его личность, и грозит убить ещё двенадцать человек в случае отказа. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются два непохожих сотрудника Chronicle: циничный, видавший виды репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не ждёт. Его новая угроза оборачивается жестокой реальностью — убийца наносит очередной удар, оставляя после себя лишь новые загадки и парализующий страх. Пока власти пытаются расшифровать его послания, Эйвери и Грейсмит, движимые разными мотивами, начинают собственное опасное расследование, погружаясь в тёмный лабиринт намёков, шифров и насмешек маньяка, который, кажется, всегда на шаг впереди и жаждет не просто убивать, а играть с целым миром в смертельную игру.