Due giornalisti della rivista Millenium vengono brutalmente assassinati proprio quando stanno per pubblicare clamorose rivelazioni sul mercato del sesso in Svezia. Sull’arma del delitto ci sono le impronte di Lisbeth Salander (Noomi Rapace), una ragazza che ha alle spalle una storia di comportamenti violenti ed è considerata pericolosa. Ora Lisbeth è ricercata, ma sembra che nessuno riesca a trovarla. Mentre tutti cercano la presunta omicida, il direttore della rivista Mikael BlomKvist (Michael Nyqvist) fa di tutto per trovare Lisbeth prima della polizia. Infatti, Blomqvist, che con la giovane ha avuto una breve ma intensa relazione, è convinto della sua innocenza. Nel corso delle sue indagini, Blomqvist scopre anche alcuni tragici e dolorosi eventi della vita di Lisbeth, internata in un istituto psichiatrico a 12 anni e dichiarata incapace a 18.