Сюжет
События фильма начинаются 4 июля 1969 года, когда Зодиак совершил своё второе нападение (расстрел в автомобиле молодого человека по имени Майкл Мажо и его подруги Дарлины Феррин). 1 августа убийца отправил три письма с шифрами в крупные газеты, в том числе в San Francisco Chronicle. Его посланиями заинтересовались два сотрудника газеты — Пол Эвери, пишущий про преступность, и карикатурист Роберт Грейсмит. Семейной паре энтузиастов удаётся самостоятельно расшифровать присылаемые Зодиаком зашифрованные части писем, опубликованных в газете, но это не помогает выходу на след преступника.
Зодиак совершает новые убийства, скрыв лицо черным мешком: влюблённой пары Брайана Хартнелла и Сесилии Шепард у озера Беррьеса и таксиста Пола Стайна. Расследованием занимаются детективы Дэйв Тоски и Билл Армстронг. Маньяк начинает угрожать расстрелом школьного автобуса, попутно беря на себя ответственность за чужие преступления. Попытка поймать преступника с помощью телевидения не удаётся — в эфир начинают звонить психически больные люди.
22 марта 1970 года происходит неудачное похищение Катрин Джонс и ее дочери, предположительно это был Зодиак.
В 1971 году полиции удалось установить подозреваемого — сотрудника станции техобслуживания Union Oil Артура Ли Аллена. Бывший сослуживец готов подтвердить под присягой, что тот в январе 1968 года рассказывал о своём будущем псевдониме и готовности расстрелять детишек, с прошлой работы Аллена выгнали из-за домогательств к детям, показания брата также говорят не в его пользу. Встреча Тоски с коллегами только усиливает подозрения: в беседе он использует ряд выражений из писем, также он носит часы марки «Зодиак» (связь между брендом и прозвищем ранее установил Эвери). В итоге полиции удается получить ордер на обыск трейлера Аллена, где они находят оружие и подходящую под описание одежду. Однако баллистическая и почерковедческая экспертизы вместе с тестом ДНК не находят совпадений, а единственный видевший убийцу Мажо находится за границей.
Роберт Грейсмит решает начать самостоятельное расследование. Но Пол Эвери, ушедший со скандалом из Chronicle, отказывается помочь ему, так как по его мнению сам Зодиак был переоценен. Дэйв Тоски решает не публично поддержать расследователя, позволяя ему узнавать новые подробности в расследовании полиции из нескольких округов штата, сам Роберт также активно работает со свидетелями. Ему удаётся построить достаточно сильную цепочку между всеми зацепками и подозреваемым Риком Маршелом, но показания сестры одной из жертв полностью разбивают эту теорию. Всё это время журналисту регулярно звонит неизвестный, глубоко дышащий в телефонную трубку. Мелани из-за одержимости супруга работой забирает детей, которых он использовал в качестве помощников для анализа материалов.
Упомянутое свидетельницей имя вскоре окончательно убеждает расследователя в виновности Артура Ли Аллена, который после обысков переехал в другой округ, был судим за домогательства и единственный из более 2 000 подозреваемых написал письмо Тоски. Журналисту удается выявить связь с жертвой, шифрами и активность Зодиака. Последней каплей становится совпадение его дня рождения с Зодиаком, упоминавшемся о важной дате во время одного из телефонных звонков.
Грейсмит ночью приходит к Тоски и выкладывает свою теорию, против которой остаются только экспертизы, хотя некоторые из них Аллен мог обойти. Полицейский советует написать книгу. Позже Роберт приезжает на работу к Аллену, желая посмотреть в глаза предполагаемому убийце, чтобы осознать по ним его виновность. Спустя много лет, в 1991 году Мажо, единственный выживший жертва убийцы, опознает Ли Аллена по фотографии. Также в конце фильма на стендах у прилавка можно будет увидеть обложку ставшей бестселлером книги «Зодиак», написанной Робертом Грейсмитом.
Финальные титры сообщают, что в 1991 полиция решила возобновить расследование и снова поговорить с Алленом, который умирает от инфаркта за несколько месяцев до начала работы. После этого сообщается о дальнейшей судьбе Грэйсмита, Тоски и Эвери, а также нынешнем статусе уголовного дела о Зодиаке.
