4 июля 1969 года на окраине калифорнийского города Вальехо происходит расстрел молодой пары, совершённый неустановленным преступником. Спустя месяц редакции ведущих газет получают зашифрованные послания от убийцы, именующего себя Зодиаком. Он требует опубликовать на первых полосах текст, раскрывающий его личность, угрожая в противном случае лишить жизни ещё двенадцать человек.
К расследованию этого запутанного дела, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист газеты «San Francisco Chronicle» Пол Эвэри и начинающий художник-карикатурист из той же редакции Роберт Грейсмит. Однако вскоре таинственный преступник совершает новое нападение.