《千禧年》雜志財經記者米克爾·布隆克維斯特（丹尼爾·克雷格飾）因誹謗訴訟案陷入困境時，意外接到瑞典范耶爾工業集團創始人亨利·范耶爾（克里斯托弗·普盧默飾）的邀請。表面為撰寫傳記，實則受命調查其家族四十年前懸而未決的少女海莉·范耶爾失蹤案。米克爾在梳理資料期間遭神秘黑客入侵，追查中發現對方竟是身世復雜的天才調查員莉絲貝絲·沙蘭德（魯妮·瑪拉飾）。兩人合作后發現案件關聯連環兇殺，最終揭露亨利侄子馬丁（斯托蘭·斯卡斯加德飾）以虐殺女性取樂的罪行。莉絲因被嫁禍謀殺指控陷入困境，米克爾通過海莉遺留的《圣經》密碼破譯出真相，在解救幸存者過程中揭露家族黑幕。案件終結后，兩人因信任危機分道揚鑣，僅留下未了的情愫與傷痕。影片改編自斯蒂格·拉爾松原著小說，展現科技犯罪與人性黑暗的交織。