4 июля 1969 года на окраине калифорнийского города Вальехо происходит трагедия: неизвестный преступник открывает огонь по молодой паре, убивая обоих. Спустя месяц редакции ведущих газет начинают получать зашифрованные послания от человека, именующего себя Зодиаком. В письмах он требует опубликовать на первых полосах текст, раскрывающий его личность, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать человек.
К расследованию этого запутанного дела, помимо полицейских из разных штатов, присоединяются опытный журналист газеты San Francisco Chronicle Пол Эйвери и его молодой коллега, карикатурист Роберт Грейсмит. Однако прежде чем они успевают добиться значительных успехов, Зодиак совершает новое жестокое преступление, подтверждая серьёзность своих угроз.