В солнечном Калифорнии, в городе Вальехо, лето 1969 года омрачено жестоким преступлением: неизвестный стрелок оборвал жизни молодой пары. Это кровавое начало положило начало охоте на одного из самых загадочных серийных убийц в истории. Вскоре редакции газет, включая San Francisco Chronicle, начинают получать зловещие шифрованные послания от человека, именующего себя Зодиаком. К расследованию, помимо полиции, неофициально подключаются два очень разных сотрудника газеты: уставший от сенсаций, но азартный репортёр Пол Эйвери и тихий, одержимый головоломками карикатурист Роберт Грейсмит.
Интрига нарастает, когда Зодиак в своём следующем письме выдвигает дерзкий ультиматум: он угрожает убить дюжину невинных людей, если газеты не опубликуют на первой полосе расшифрованный текст, который, по его словам, раскрывает его личность. Этот вызов бросает тень страха на весь город и ставит под сомнение действия властей. Пока Эйвери гонится за сенсацией, а Грейсмит с головой погружается в анализ шифров, Зодиак не ограничивается угрозами — он совершает новое нападение, доказывая, что его слова — не пустой звук, а расследование превращается в гонку со временем.