Harriet Vanger (Ewa Fröling) desapareceu há 36 anos, sem deixar pistas, na ilha de Hedeby. O local é de propriedade quase exclusiva da família Vanger, que o torna inacessível para a grande maioria das pessoas. A polícia jamais conseguiu descobrir o que aconteceu com a jovem, que tinha 16 anos na época do sumiço. Mesmo após tanto tempo, seu tio ainda está à procura de Harriet. Ele resolve contratar Mikael Bomkvist (Michael Nyqvist), um jornalista investigativo que trabalha na revista Millennium. Mikael não está em um bom momento, pois enfrenta um processo por calúnia e difamação. Ele aceita o trabalho, recebendo a ajuda de Lisbeth Salander (Noomi Rapace), uma investigadora particular incontrolável e anti social.