Em 1966, Harriet Vanger, jovem herdeira de um império industrial, some sem deixar vestígios. No dia de seu desaparecimento, fechara-se o acesso à ilha onde ela e diversos membros de sua extensa família se encontravam. Desde então, a cada ano, Henrik Vanger, o velho patriarca do clã, recebe uma flor emoldurada - o mesmo presente que Harriet lhe dava, até desaparecer. Henrik está convencido de que ela foi assassinada, e que um Vanger a matou. Quase quarenta anos depois, o industrial contrata o jornalista Mikael Blomkvist para conduzir uma investigação particular. Mikael, que acabara de ser condenado por difamação contra o financista Wennerström, preocupa-se com a crise de credibilidade que atinge sua revista, a Millennium. Henrik lhe oferece proteção se o jornalista consentir em investigar o assassinato de Harriet. Mikael descobre que suas inquirições não são bem-vindas pela família Vanger, e que muitos querem vê-lo pelas costas. Com o auxílio de Lisbeth Salander, que conta com uma mente infatigável para a busca de dados, ele percebe que a trilha de segredos e perversidades do clã industrial recua até muito antes do desaparecimento ou morte de Harriet.