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 человека, именующего себя Зодиаком. В письмах он требует опубликовать на первых полосах текст с разгадкой его личности, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать человек.
К расследованию этих преступлений, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист газеты San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий художник-карикатурист из той же редакции Роберт Грейсмит. Вскоре убийца, держащий в страхе общественность, совершает новое нападение.