Фильм основан на реальных событиях. Изощренное убийство двух подростков 20 декабря 1968 года вызвало волну ужаса и негодования в маленьком городке Валехо на севере Калифорнии. Сержант Мэт Пэриш берется расследовать это кровавое дело, но из-за отсутствия улик, оно так и остается нераскрытым. Журналисты поднимают шумиху вокруг двойного убийства, обвиняя полицию в бездействии. А шесть месяцев спустя, 4 июля 1969 года в самый разгар праздника на автомобильной стоянке находят ещё два трупа. На следующий день газеты получают письмо, в котором человек, называющий себя Зодиак, сообщает, что убийства будут продолжаться. К письму приложена криптограмма, расшифровка которой должна пролить на личность убийцы. Желая покончить с этим безумием, Мэт все время проводит в библиотеке, разбирая коды и способы шифрования, изучая книги по психологии, астрологии и оккультизму. После очередного жестокого двойного убийства, Пэриш понимает кто убийца. От верности его догадки зависит, сможет ли он остановить череду кровавых преступлений и посадить обезумевшего маньяка за решетку...