4 июля 1969 года на тихой окраине калифорнийского города Вальехо происходит жестокое нападение: неизвестный преступник открывает огонь по молодой паре, наслаждавшейся уединением. Спустя месяц в редакциях ведущих газет начинают появляться зашифрованные послания, автор которых — самоназванный Зодиак — требует опубликовать на первой полосе текст, раскрывающий его личность. В случае отказа он грозит лишить жизни ещё двенадцать человек. К расследованию, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий художник-карикатурист Роберт Грейсмит, коллега Эйвери по газете. Однако убийца не собирается останавливаться и вскоре совершает новое преступление.
Трагедия в Вальехо положила начало одной из самых мрачных глав в истории Калифорнии. Зодиак, скрывающийся за шифрами и угрозами, бросает вызов не только правоохранительным органам, но и средствам массовой информации. Пол Эйвери, используя свои связи и опыт, погружается в поиски улик, а Роберт Грейсмит, движимый одержимостью разгадать тайну, начинает собственное неофициальное расследование. Но чем активнее становится охота на преступника, тем более изощрёнными и дерзкими оказываются его действия, оставляя за собой шлейф страха и неразгаданных загадок.