После событий первой части прошел год. В то время как Лисбет Саландер находится за границей, она тайно посещает Швецию, чтобы встретиться с опекуном Бьюрманом, угрожая ему его оружием. В это время молодой журналист Даг Свенссон, работающий над исследованием теневого бизнеса по поставкам секс-рабынь в Швецию, обращается в газету «Миллениум», где работает Микаэль Блумквист. В конце работы планируется специальный выпуск «Миллениума» на данную тему, в котором будут рассмотрены обвинения некоторых высокопоставленных лиц. В скором времени Дага и его девушку Мию, также принимающую участие в исследовании, убивают в их квартире. Убийство совершено из пистолета Бьюрмана, на котором обнаружены отпечатки пальцев Лисбет. Умер и сам Бьюрман, который был найден мёртвым в своей квартире. Именно Лисбет Саландер названа подозреваемой, хотя Блумквист не сомневается в её невиновности и начинает расследование с целью найти настоящего убийцу своих коллег. С помощью информации Дага можно попасть к загадочному человеку по имени Зала, о котором мало что известно.
Воспользовавшись сведениями, которые были получены от Дага Свенссона, Блумквист опрашивает одного из тех людей, на которых у него имеется компромат, Гуннара Бьорка, который ранее занимал должность в секретной службе. Он сказал что Зала — это псевдоним Александра Залаченко, который был советским гражданином и офицером разведки, и который в годы холодной войны перешел на сторону «свободного мира» и шведских спецслужб. Попросив помощи у боксёра Паоло Роберто, который является близким другом Лисбет, Блумквист пытается узнать у Мириам Ву, которая является подругой Лисбет, где Зала может быть. Паоло становится очевидцем похищения Мириам, и бросается в погоню за злоумышленниками. В результате он вступает в схватку с гигантом-блондином (сильно развитым, но медлительным бойцом), который оказывается гораздо сильнее и быстрее, чем ожидал Паоло. В результате Паоло и Мириам удается убежать. По словам бывшего опекуна, который находится в больнице, Блумквист узнаёт, что Залаченко — отец Лисбет, который причинил ей много страданий в детстве и которого она пыталась убить, обливая бензином.
Лисбет, также как и Блумквист, ищет преступников. И только после того, как по телевизору показывают изображение нападавшего на Паоло Роберто и Мириам блондина с внешностью человека из фильма, она вспоминает, что уже встречала его у дома Бьюрмана и знает номер его автомобиля. Поначалу она выясняет место, где проживает блондин, и ночью пробирается туда. В этом месте она знакомится с Залаченко, своим отцом, и высоким блондином, который оказывается ее братом (у него редкое генетическое заболевание, из-за которого он не ощущает боли и медленно передвигается). Они собираются убить Лисбет и для этого пытаются нанести ей смертельные ранения. Затем ее тело помещают в могилу. Несмотря на это, Лисбет удается выбраться, и утром она с топором в руках нападает на Залаченко. Блондин находит её и намеревается причинить ей вред, но в этот момент появляется Блумквист, который вызывает полицию и скорую помощь. В конце видео, Лисбет увозят на вертолете скорой помощи.
