Le chercheur suédois Frans Balder fait appel à Lisbeth Salander afin que celle-ci récupère un logiciel de sa création qui permet de prendre le contrôle d'armes nucléaires à travers le monde. Dès que la pirate informatique parvient à voler le programme ultra-secret, un groupe de terroristes sans pitié se lance à ses trousses. Un agent de la NSA, qui a découvert les magouilles de la jeune femme, se rend à Stockholm dans le but de mettre la main, lui aussi, sur le logiciel. Le passé de Lisbeth viendra la hanter alors qu'elle s'efforce de protéger Balder et son jeune fils de toutes ces menaces.