Incarcérée pour mise en danger de la vie d'autrui, Lisbeth Salander reçoit la visite de Holger Palmgreen, son ancien tuteur, qui détient des documents confidentiels susceptibles d'apporter un éclairage sur un épisode traumatique de son enfance. Avec l'aide de Mikael Blomkvist, elle met au jour des abus commis par des officines gouvernementales dans le cadre de recherches génétiques secrètes.