Mikael Blomkvist est journaliste économique dans le magazine Millenium. Condamné pour diffamation, il décide de prendre de la distance avec son métier. Mais Henrik Vanger, grand personnage de l'industrie suédoise, fait appel à ses services  afin d'enquêter sur un meurtre non élucidé, celui de la nièce du grand homme et disparue à l'âge de seize ans.

Au cours de ses recherches, Blomkvist se rend compte que la famille Vanger semble cacher bien des secrets. Dans le cadre de son enquête, le journaliste est amené à rencontrer Lisbeth Salander. Il s'agit d'une jeune  femme rebelle de vingt-quatre ans qui est capable de découvrir des informations introuvables grâce , entre autre, à ses talents de hacker. Tous deux vont être amenés à se croiser et à collaborer dans cette enquête...