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, раскрывающий его личность, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать человек.
К расследованию этого дела, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист газеты San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий карикатурист того же издания Роберт Грейсмит. Однако вскоре убийца совершает новое преступление.