Journalisten Mikael Blomkvist (Daniel Craig) forsøger at opklare et 40 år gammelt familiemysterium, hvor en kvinde forsvandt sporløst i den svenske skærgård. Blomkvist har mistanke om, at det er en seriemorder, der står bag, men har svært ved at nå til bunds i sagen. Til at hjælpe med opklaringen opsøger han Lisbeth Salander (Rooney Mara), der er hacker og i stand til at få fat i selv de sværest tilgængelige informationer. Men Lisbeth gemmer dog også på en voldsom familiehistorie, der kan true hendes og Martins eftersøgning. Filmen bygger på Stieg Larssons berømte trilogi.