Maineensa menettänyt journalisti Mikael Blomkvist (Daniel Craig) ottaa vastaan ruotsalaisen teollisuusjohtajan Henrik Vangerin (Christopher Plummer) työtarjouksen ja alkaa tutkia vaivihkaa tämän sukulaistyötän 40 vuoden takaista selvittämäntöntä murhaa. Samaan aikaan Blomkvistin menneisyyttä penkomaan palkattu tatuoitu hakkeri Lisbeth Salander (Rooney Mara) saa selville totuuden salaliitosta, joka johti miehen maineen murenemiseen. Kun tämä erikoinen kaksikko sattumalta päätyy työskentelemään yhdessä, he paljastavat Ruotsin teollisuusmaailman ulkokuoren alla piilevän, murhien ja seksuaalisen hyväksikäytön tahriman menneisyyden. Samalla he lähestyvät äänetöntä pahuutta, joka on valmis raivaamaan heidät molemmat pois tieltään.