В солнечном Калифорнии, на окраине городка Вальехо, летняя ночь 4 июля 1969 года омрачена жестоким преступлением: неизвестный стрелок хладнокровно расстреливает молодую парочку. Это кровавое начало положит начало одной из самых мрачных глав в истории США. Месяц спустя в редакциях газет появляются загадочные послания — их автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах шифр, скрывающий его личность, и грозит убить ещё дюжину невинных людей. К расследованию, помимо растерянной полиции, подключаются необычный дуэт из редакции «San Francisco Chronicle»: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Однако Зодиак не шутит — вскоре он наносит новый удар, оставляя после себя лишь новые шифры и насмешки в адрес властей. Каждое его письмо, каждая угроза превращают расследование в изматывающую гонку со временем, где цена ошибки — человеческая жизнь. Авери и Грейсмит, движимые разными мотивами, всё глубже погружаются в тёмный лабиринт намёков и символов, понимая, что имеют дело не с обычным маньяком, а с хитрым и образованным противником, жаждущим не просто убивать, а играть с обществом в смертельную игру, где правила пишет только он.