4 июля 1969 года на окраине калифорнийского города Вальехо происходит расстрел молодой пары, совершённый неустановленным преступником. Спустя месяц редакции ведущих газет получают зашифрованные послания, где автор, именующий себя Зодиаком, требует опубликовать на первых полосах текст с разгадкой его личности, угрожая в противном случае убить ещё двенадцать человек.
К расследованию, помимо полиции нескольких штатов, присоединяются опытный журналист San Francisco Chronicle Пол Эйвери и начинающий художник-карикатурист из той же редакции Роберт Грейсмит. Вскоре убийца снова проявляет себя, совершая новое преступление.