四十三歲的布隆維斯特（丹尼爾·克雷格 飾）一向以揭發企業醜聞為己任，在一本雜誌擔任編輯，因為一篇揭發企業家貪汙的報導而被檢控毀謗，正面臨坐牢及誠信破產的危機。在假釋期間，大集團前總裁亨利‧範耶爾找上布隆維斯特，僱用他尋找四十年前人間蒸發的姪女下落。當時年僅十六歲的姪女海莉突然在孤島上憑空消失，亨利‧範耶爾相信她已遭遇不測，而且凶手就是家族成員之一。

受人所託的布隆維斯特偶然認識了經常入侵他電腦的神祕女駭客莎蘭德（魯妮·瑪拉 飾），她是一個遭當權者迫害的反社會份子，也是性虐受害者。兩個南轅北轍的人，攜手迎接這項不可能的任務，勢要破解這宗超過四十年的迷離懸案。當他們逐步迫近真相時，也逐漸捲入多宗駭人的連環凶殺案，成為神祕凶手的眼中釘。