Mikael Blomkvist, journaliste d'investigation pour «Millénium», est contraint de démissionner après avoir été condamné pour diffamation. Il accepte alors la proposition de Henrik Vanger, un riche industriel : celui-ci aimerait qu'il enquête sur la mort présumée de sa nièce Harriet, qui a disparu sans laisser de traces quarante ans plus tôt, lors d'une réunion de famille. Mikael parvient à convaincre Lisbeth Salander, une hacker surdouée, de l'aider dans ses recherches. Ils s'installent sur l'île de la famille Vanger. Grâce à des vieilles photos et à des documents d'archives, ils parviennent peu à peu à reconstituer le jour de la disparition.