Justo debajo de la impactante belleza de Anna Poliatova se esconde un secreto que desatará un conjunto de habilidades que le permitirán convertirse en una de las asesinas gubernamentales más temidas del mundo. Con un objetivo parisino en la mira, Anna se lanza por su cuenta para completar su misión sin refuerzos y con las autoridades internacionales pisándole los talones.

En Estocolmo, Suecia, la hacker vigilante Lisbeth Salander es contratada por el programador informático Frans Balder para recuperar Firefall, un programa capaz de acceder a los códigos nucleares del mundo que él desarrolló para la Agencia de Seguridad Nacional, ya que Balder cree que es demasiado peligroso que exista. Lisbeth recupera con éxito Firefall de los servidores de la NSA, atrayendo la atención del agente Edwin Needham, pero no logra desbloquearlo y posteriormente el programa es robado por mercenarios liderados por Jan Holtser, quienes también intentan matar a Lisbeth. Cuando ella no se presenta a su cita programada, Balder cree erróneamente que Lisbeth decidió quedarse con Firefall para ella misma y contacta a Gabrielle Grane, la subdirectora del Servicio de Seguridad Sueco (Säpo), quien traslada a Balder y a su hijo pequeño August a una casa segura. Mientras tanto, Needham rastrea el inicio de sesión no autorizado hasta Estocolmo y llega en busca de Lisbeth y Firefall.