丹尼尔（迈克尔·恩奎斯特 Michael Nyqvist 饰）是一名指挥家，专业技能出色的他在全世界范围内享有着极高的声誉，随着时间的流逝，他的身体渐渐的开始无法支撑他对音乐的热情，一次突然来袭的心脏病迫使他永远的告别了舞台。为了养病，丹尼尔回到了久违的家乡，在那里，他成为了教堂唱诗班的指挥。

遥远的北欧地区，瑞典的斯德哥尔摩一片银装素裹，寒气逼人。12岁少年奥斯卡（Kåre Hedebrant 凯尔•赫德布朗特 饰）生活在一个单亲家庭，他在学校形单影只，饱受欺负；回家后则偷偷搜集关于各类凶杀案的剪报，或者深夜挥着小刀在树上发泄着自己的愤怒。

《千禧年》杂志的财经记者米克尔·布隆克维斯特（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）正被一桩报导引起的诽谤诉讼案搞得焦头烂额之际，却意外接到了瑞典顶尖家族企业范耶尔工业集团的创始人亨利·范耶尔（克里斯托弗·普卢默 Christopher Plummer 饰）的邀请。表面上米克尔要为对方写传记，实则是帮迪奇调查一桩40年前发生在家族里的悬而未决的杀人案。米克尔认真梳理堆积如山的资料，与家族成员交流攀谈。却在关键时刻，被一个边缘女孩莉丝贝丝·沙兰德（鲁妮·玛拉 Rooney Mara 饰）入侵电脑盗取了资料。他找到同要具有非凡调查能力的莉丝，邀请她一同调查，却发现面前是一个深不见底的欲望黑洞…… 本片根据瑞典小说家斯蒂格·拉尔松（Stieg Larsson）的原著改编。