スティーグ・ラーソンのベストセラー『ミレニアム』3部作の映画化第2弾の後編。巨大な陰謀に巻き込まれたリスベットの衝撃の過去と、事件の真相が次第に明かされていく。
雑誌『ミレニアム』で、少女売春組織の実態に迫る特集記事の準備を進めていたジャーナリストが殺害される事件が発生。現場にリスベットの指紋が付いた銃が残されていたことから、彼女は殺人犯として指名手配された。過去のトラウマから誰も信じられないリスベットは、独りで犯人と対決することに。一方、リスベットの無実を信じるミカエルは、独自に調査を開始する。やがて事件の背後に“ザラ”というキーワードが浮かび上がり…。