Un journaliste, contraint de démissionner à la suite d'un procès pour diffamation, enquête sur la disparition d'une jeune fille, survenue quarante ans plus tôt.
Comme chaque année depuis 44 ans, le jour de son anniversaire, Henrik Vanger, le président d'un puissant groupe industriel, reçoit une fleur séchée encadrée, qu'il accroche au mur de son bureau. Parallèlement, Mikael Blomkvist, journaliste au magazine «Millenium», démissionne après un procès pour diffamation. Il est contacté par le vieil homme pour reprendre les investigations sur la disparition de sa nièce, Harriet, survenue quarante ans plus tôt alors qu'elle était âgée de 16 ans. Avec l'aide de Lisbeth, une énigmatique jeune femme imbattable en espionnage informatique, Mikael déterre d'ignobles secrets...