El periodista Mikael Blomkvist (Michael Nyqvist) atraviesa una muy mala racha en su medio de comunicacion: Millennium. De ahi que, a la desesperada, acepte el extraño encargo de un hombre convencido de que su sobrina Harriet Vanger fue asesinada hace 40 años por un miembro de su misma familia.

Durante su investigacion, Blomkvist recibira la ayuda de una hosca y marginada hacker informatica llamada Lisbeth Salander (Noomi Rapace), que le prestara su ayuda a pesar de su mal caracter. Juntos descubriran que en la fecha de la desaparicion de Harriet hubo unos macabros asesinatos sin resolver. Todas las miradas apuntan hacia la familia Vanger, pero esta ejercera todo su poder, que es mucho, para defenderse.