북구의 어느 도시에서 기이한 사건들이 계속 발생한다. 종업원이 부당하게 해고되고, 복잡한 시내에서 길잃은 이민자가 심하게 폭행당한다. 그리고 마술사는 공연 도중에 실수를 저지른다. 이런 혼란한 상황에서 칼은 보험금을 타 내기 위해 자신의 가구점을 불태우기로 결심한다. 이 도시 사람들에게 이 날 밤 잠드는 것은 쉽지 않을 것 같다. 다음 날 도시 지도자들이 광기에 휩싸이고 도시는 끔찍한 교통란에 시달리면서 혼란의 징후들이 나타나기 시작한다. 새로운 세기를 앞두고 사람들이 정신적 혼란을 겪고 있는 가운데 칼은 서서히 세상의 기이함을 깨닫고 인간답게 산다는 것이 얼마나 힘든가를 알아 가기 시작한다.

부패 재벌을 폭로하는 기사를 쓰고 소송에 시달리던 신념 강한 기자 미카엘(다니엘 크레이그). 곤경에 빠진 그에게 또다른 재벌 헨리크가 40년 전 사라진 손녀 하리에트의 사건을 조사해 달라며 손길을 내민다. 거부할 수 없는 거래에 응한 미카엘은 방대한 조사에 착수하기 위해 조수를 요청하고, 용 문신을 한 범상치 않은 외모의 천재 해커 리스베트(루니 마라)를 만나게 된다. 미카엘의 본능적인 집요함과 리스베트의 천재적인 해킹 능력으로 미궁에 빠졌던 단서의 퍼즐 조각을 하나씩 맞춰나가는 두 사람. 하지만 진실에 가까워질수록 예상치 못했던 곳에서 역사상 가장 잔혹한 악의 실체가 드러나게 되는데…

인간 노화를 제어하는 약물을 개발하는 개발자 루벤. 그리고 그녀의 투자 자문인 토마스. 토마스와 아내 미아의 집에 어느 날 옆집 보모가 찾아와 살려달라고 소리친다. 병원에 데려다 주기로 했던 남편이 병원이 아닌 오래된 공장으로 그녀를 데려간 걸 알게 된 미아는 공장으로 향하고, 수상한 남자에게 납치되어 강제로 팔에 낙인이 찍힌다. 미아가 납치된 걸 안 토마스는 개발자인 루벤에게 불법적인 생체 실험에 대한 부당함을 주장하고 미아를 구출하려고 하지만 이를 눈치챈 루벤과 그의 조수들이 토마스를 처리하고 미아를 다시 감금한다. 원래의 인간 노화를 방지하는 약물을 개발하려는 계획은 불법적인 생체 실험으로 변질되고, 폭주하는 루벤과 그녀의 실험 대상이 되어 버린 미아 그리고 감금 되어 있는 다른 여러 젊은 여성들은 이러한 위기 속에서 과연 어떻게 악마 같은 루벤과 그의 일당들의 손아귀에서 벗어날 수 있을 것인지...