4 июля 1969 года на окраине города Вальехо в Калифорнии неизвестный преступник открывает огонь по влюблённой паре. Спустя месяц в редакции крупных газет начинают поступать зашифрованные послания, где автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первой полосе текст, раскрывающий тайну его личности, угрожая в противном случае убить ещё 12 человек.
К расследованию этого дела, помимо полиции из различных штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий карикатурист Роберт Грейсмит, который также работает в этой газете. Вскоре убийца совершает новое преступление, усугубляя обстановку.