Oskarżony o zniesławienie dziennikarz Mikael Blomkvist (Daniel Craig) przyjmuje zaproszenie szwedzkiego przemysłowca Henrika Vangera (Christopher Plummer) i w najściślejszej tajemnicy, na prośbę wuja ofiary podejmuje się trudnego zadania rozwikłania sprawy morderstwa sprzed 40 lat. Nie wie, że każdy jego krok śledzi genialna hakerka Lisbeth Salander (Rooney Mara). Wykonując swoje zlecenie, wytatuowana dziewczyna odkrywa przy okazji spisek, który doprowadził do skompromitowania dziennikarza. Połączona przez los, niezwykła para mozolnie odkrywa starannie skrywaną, trwającą dziesięciolecia historię mordów i wykorzystywania seksualnego i jej związek z rozwojem przemysłowego imperium Vangerów. Krok po kroku zbliżają się do prawdy, a tym samym do bezwzględnego zabójcy, który cierpliwie na nich czeka...