小柄な体型と全身にタトゥーとピアスを施した外見に愛想のない態度だが、ずば抜けて明晰な頭脳と映像記憶能力、天才的なハッカーとしての才能を駆使して、様々な謎や疑惑を暴いてきたリスベット・サランデル（ノオミ・ラパス）は、宿敵との対決のときを迎える。リスベットは相手に重傷を負わせるが、自分も瀕死の深手を負う。リスベットとともに事件を解決してきた社会派雑誌『ミレニアム』の発行人ミカエル（ミカエル・ニュークヴィスト）が現場に駆けつけ、2人は一命を取り留める。しかし、リスベットを拉致した金髪の巨人は取り逃してしまい、リスベットは病院に収容される。政府公安警察にある秘密組織・特別分析班の元班長グルベリはこの事件のことを知り、班のメンバーを招集する。事件を通じて自分たちの秘密が発覚する危険を察知した彼らは、関係者の抹殺を企てる。ミカエルにも危険が迫るが、仲間を集め、巨大な陰謀に立ち向かっていく。そして、一見関係ないように思えるいくつかの事件がつながっていき、リスベットの過去が明かされる。