Hace 40 años, Harriet Vanger desapareció de una reunión familiar en la isla que pertenece y es habitada por el poderoso clan Vanger. Su cuerpo nunca se encontró, sin embargo su tío está convencido de que fue asesinada y de que el asesino es un miembro de su propia familia, una familia unida y a la vez disfuncional. Contrata entonces a Mikael Blomkvist (Daniel Craig), periodista caído en desgracia y a la tatuado y salvaje hacker informática Lisbeth Salander para investigar el caso.

Será cuando la pareja relaciona la desaparición con un número de grotescos asesinatos de hace cuatro décadas, cuando comiencen a desentrañar una oscura y horrible historia familiar. Pero los Vanger son una familia reservada, y Blomkvist y Salander están a punto de averiguar lo lejos que están dispuestos a llegar para protegerse.