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。

本片是以法兰克福和科隆为背景的罪案惊悚片，罗伯特是一名卧底缉毒警察，为了摧毁大型贩毒集团他不得不假装与跨性别女孩莱妮交往。但本身是男同性恋的罗伯特对性事感到异常艰难，对莱妮他既排斥又被她吸引。问题是，一旦穿帮他要赔上的将是自己的性命。

查理·克劳（达拉斯·罗伯茨 Dallas Roberts 饰）是一档电台深夜节目的主持人，长久以来他的事业和生活水平持续走低，节目收听率不升反降，面临被砍掉的危险；生活上他业已离异，与前妻、儿子的关系势同水火。某晚，查理接听了名叫杰夫的17岁少年的电话，少年声称正被神秘的影子人所困扰，精神几近崩溃，此后还给查理寄送了相关医学实验的资料。虽然查理将其当作少年无聊的恶作剧，但是杰夫在连线过程中举枪自杀还是在社会上引起了不小的震动。蒙受公众作秀指责的查理，为了挽救收听率不得不按照制作人的指示对此事进行跟踪调查。在此过程中，曾与之有过一面之缘的年轻女性意外死亡，令其受到极大的触动。 　　越来越多影子人的目击者发表声明，一系列秘密进行长达三十年的实验悄悄揭开神秘面纱……

曼托亚是一位生活在莱索托的80岁寡妇。她知道自己时日无多，开始为自己的葬礼做准备，向她的人生彻底告别。然而此时，她的村庄因水库建设，面临着被迫搬迁的命运。这点燃了曼托亚的生存意志。为了家园，这位将死的老妇将抗争到底。

Joshua具有一个特殊的能力，他可以读出别人的思想。约书亚拉扎勒斯是一个寄养家庭长大的孩子，他拥有精神感应的能力。他使用他的超能力帮助政府。政府告诉他，他的精神感应能力来自威德曼氏症的副作用，他最终会因为此病而精神错乱乃至死亡。然而一天，拉扎勒斯遇到了一位具有相似能力的女子，这位女子却没有任何该病的征兆，拉扎勒斯于是鼓起勇气去揭露政府的谎言。