Mikael Blomkvist (Daniel Craig), un giornalista caduto in disgrazia, accetta di indagare in gran segreto su un omicidio avvenuto 40 anni prima e rimasto ancora irrisolto, su richiesta dello zio della vittima, l’industriale svedese Henrik Vanger (Christopher Plummer). Nel frattempo, Lisbeth Salander (Rooney Mara), un’hacker ricoperta di tatuaggi incaricata di indagare su Blomkvist, scopre la verità sulla cospirazione che lo ha portato al fallimento. Unito dal destino, questo improbabile duo porta alla luce una storia segreta di morte e abusi sessuali nascosti sotto la superficie del passato industriale svedese, avvicinandoli allo stesso tempo ad un oscuro mistero che aspetta solo di travolgere entrambi.