Fanny e Alexandre são irmãos e vivem na exuberante e colorida Ekdahl, na Suécia. Seus pais, Oscar e Emilie, são o diretor e a atriz principal da companhia de teatro local. Após a morte prematura de Oscar, Emilie casa com o bispo e se muda com as crianças para a austera casa do religioso, onde elas passam a ter uma vida bem diferente da que levavam até então.

Mikael Blomkvist é um jornalista de meia-idade, divorciado, que tem passado a sua vida a denunciar a corrupção do mundo dos negócios de Estocolmo na sua revista Millennium. Quando Henrik Vanger, um poderoso empresário, o convida para um trabalho de investigação, Mikael tem nas mãos material irrecusável. Mas para sua surpresa descobre que, desta vez, esse material não tem nada a ver com escândalos financeiros, mas com o desaparecimento da sobrinha do empresário, Harriet, 36 anos antes, num encontro de família. Com a ajuda da sua nova e rebelde parceira, Lisbeth Salander, uma hacker de alto nível com problemas de comportamento social, irão desvendar muitos segredos da família de Henrik, até então escondidos na penumbra.

Aos 16 anos de idade Sebastian comporta-se estranhamente. Ele permanece sozinho em seu quarto horas a pensar e não fala com seus pais. Ele se recusa a explicar-lhes seu problema. A verdade é que ele lentamente descobre que está apaixonado pelo seu melhor amigo Ulf.

O policial Andreas (Nikolaj Coster-Waldau) leva uma vida tranquila com a sua esposa. Um dia, é acionado para intervir em uma briga doméstica comum, de um casal que tem um histórico de violência e de uso de drogas. Na casa do casal, ele descobre um bebê preso no closet . Andreas fica indignado com o tratamento dado à criança, mas as leis não permitem que a família perda a guarda do filho. Cada vez mais obcecado pelo caso, ele decide sequestrar o bebê por conta própria, levando-o para a sua casa. Começam então as investigações sobre o paradeiro do pequeno desaparecido.