杰克（彼得·瓦克饰）是一位住在纽约的网络赌徒。 在他的室友去世后，他开始关注来自旧金山的摄像头女孩 Scarlet (Julia Fox)。 当幻想在现实中实现时，他的痴迷达到了沸点，杰克在多雨的唐人街街道上看到了斯嘉丽。
在意大利的一个海滨城市，大屠杀幸存者罗莎夫人（罗兰饰）经营着一家托儿所，她收留了最近抢劫过她的12岁街头流浪儿莫莫。这两个孤独的人成了彼此的保护者，组成了一个非传统的家庭。
上一集惨绝人寰的父子三人残杀，让丽莎贝丝·萨兰德（劳米·拉佩斯 Noomi Rapace 饰）头部中弹，几乎丧命，亚历山大·扎拉千科（Georgi Staykov 饰）惨遭斧劈，身负重伤。父女二人一同住在哥德堡的萨尔格医院，隆德曼·尼埃德曼（Micke Spreitz 饰）则持续逃亡。由于亚历山大是30年前从苏联军情局投诚瑞典的情报人员，其敏感身份让政府颇多顾忌，而丽莎贝丝背后隐藏的政治黑幕又令政客们焦虑不安。不久，亚历山大被瑞典安全局派出的刺客杀害，丽莎贝丝则面临多项谋杀罪名的指控。为了拯救丽莎贝丝，并揭露政府黑幕，千禧年杂志记者米克·布卢姆科斯特（Michael Nyqvist 饰）奔忙取证。然调查越深，危险越大…… 本片根据瑞典小说家斯蒂格·拉尔松（Stieg Larsson）的原著改编，是“千禧年三部曲”的最后一部。
