Quarant'anni fa, nel 1996, la sedicenne Harriet Vanger scomparve nel nulla durante una riunione di famiglia sull'isola abitata dal potente clan dei Vanger, che ne sono anche i proprietari. Benché il corpo della ragazza non fu mai ritrovato, lo zio Henrik – ex patron delle industrie Vanger, profondamente affezionato alla nipote – è convinto che ella sia stata assassinata e che l'autore del delitto sia un membro della sua stessa famiglia – una famiglia disfunzionale ma i cui membri sono legati da vincoli molto stretti. Per indagare sull'accaduto, Henrik Vanger assume il giornalista economico in crisi Mikael Blomkvist e la hacker tatuata e senza scrupoli Lisbeth Salander.
Dopo aver collegato la scomparsa di Harriet a una serie di grotteschi e sanguinosi delitti avvenuti tra gli anni '40 e '60, i due investigatori cominciano a dipanare una storia familiare oscura e sconvolgente. I Vanger, però, sono gelosi dei loro segreti e Blomkvist e Salander scopriranno di cosa siano capaci pur di difenderli.