Der brillante Psychologe Hans Rekke und die junge, clevere Polizistin Micaela Vargas haben soeben ihren ersten gemeinsamen Fall gelöst. Da steht plötzlich ein Mann vor Rekkes Tür und zeigt ihm ein Foto seiner Frau, das ihm kürzlich zufällig in die Hände gefallen ist. Im Hintergrund ist der Markusdom in Venedig zu sehen. Das Problem: Die Frau ist vor Jahren nicht von einem Abendspaziergang zurückgekehrt und schon lange für tot erklärt worden. Die Ermittlungen stürzen Rekke und Vargas auch in private Abgründe …​

Stockholm 2003: Ein Schiedsrichter der Fußballjugend wird erschlagen aufgefunden. Der Verdacht fällt sofort auf einen überengagierten Vater, doch es fehlen Beweise. Der neue Polizeichef holt daraufhin zwei Außenseiter ins Team: die junge Streifenpolizistin Micaela Vargas, die aus demselben Problemviertel wie der Verdächtige stammt, und den renommierten Psychologen Hans Rekke, ein brillanter Beobachter und Spezialist für Verhörtechniken. Rekke folgt bald einer ganz anderen Spur und gibt nicht nur Vargas Rätsel auf. Doch nur wenn beide an einem Strang ziehen, haben sie eine Chance gegen übermächtige Gegner. Denn dieser Fall ist weit größer, als anfangs angenommen.

Ein Obdachloser wird tot auf dem Stockholmer Mariatorget gefunden. In seiner Jackentasche findet sich die Telefonnummer von Mikael Blomkvist. Als eine DNA-Analyse ergibt, dass der Obdachlose ein sogenanntes Super-Gen besaß, das nur in einer bestimmten Ethnie in Nepal vorkommt, wird Blomkvist hellhörig und nimmt die Recherche auf. Lisbeth Salander hält sich unterdessen in Moskau auf, wo sie einen Anschlag auf ihre verhasste Schwester Camilla plant. Blomkvist bittet Salander um Unterstützung, und sie findet heraus, dass der Obdachlose ein Sherpa war, der an einer dramatischen Mount-Everest-Expedition mit tödlichem Ausgang teilgenommen hatte. Blomkvist kontaktiert einen der Überlebenden der Expedition und verschwindet plötzlich spurlos. Salander macht sich sofort auf die Suche nach ihm. Sie spürt, dass Blomkvist in großer Gefahr schwebt.

Im Frauengefängnis Flodberga herrscht ein strenges Regiment. Alle hören auf Benito Andersson, die unangefochtene Anführerin der Insassinnen. Lisbeth Salander, die eine kurze Strafe absitzt, versucht tunlichst, den Kontakt zu vermeiden, doch als ihre Zellennachbarin gemobbt wird, geht sie dazwischen und gerät ins Visier von Benitos Gang. Unterdessen hat Holger Palmgren, Lisbeth Salanders langjähriger Mentor, Unterlagen zutage gefördert, die neues Licht auf Salanders Kindheit und ihren Missbrauch durch die Behörden werfen. Salander bittet Mikael Blomkvist, sie bei der Recherche zu unterstützen. Eine Bitte, die sie bald bereut.

Mikael Blomkvist steht vor einer Entscheidung. Böse Zungen behaupten, er sei nicht länger der Journalist, der er einst war. Lisbeth Salander hingegen ist aktiv wie eh und je. Die Wege kreuzen sich, als Frans Balder, einer der weltweit führenden Experten für künstliche Intelligenz, ermordet wird. Kurz vor seinem Tod hatte er Mikael Blomkvist brisante Informationen versprochen. Als Blomkvist erfährt, dass Balder auch in Kontakt zu Lisbeth Salander stand, nimmt er die Recherche auf. Die Spur führt zu einem US-amerikanischen Softwarekonzern, der mit der NSA verknüpft ist. Mikael Blomkvist wittert seine Chance, die Enthüllungsstory zu schreiben, die er so dringend braucht. Doch wie immer verfolgt Lisbeth Salander ihre ganz eigene Agenda.