4 июля 1969 года на тихой окраине Вальехо в Калифорнии происходит жестокое нападение — неизвестный преступник открывает огонь по молодой паре. Спустя месяц в редакциях ведущих газет начинают появляться зашифрованные послания, где автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах расшифрованный текст, угрожая в противном случае убить двенадцать человек. К расследованию, помимо полиции, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эвири и начинающий художник-карикатурист Роберт Грейсмит, также сотрудник издания.
Вскоре Зодиак вновь напоминает о себе, совершая очередное преступление, что заставляет власти и прессу действовать с удвоенной силой. Тайна личности убийцы обрастает новыми загадками, а угрозы в его письмах становятся всё более настойчивыми, держа в напряжении весь регион.