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Depois de ser baleada na cabeça em um tiroteio com seu pai e um capanga dele, Lisbeth Salander (Noomi Rapace) sobrevive e está se recuperando no hospital depois de ser encontrada por Mikael Blomkvist (Michael Nyqvist). Entretanto, ela terá de enfrentar o tribunal assim que se recuperar, acusada de homicídio. Determinado a provar a inocência dela, o jornalista e seus colegas da revista Millennium irão fundo para encontrar os verdadeiros culpados e achar o elo entre o passado de Lisbeth e as mortes que lhe foram atribuídas. Só que para isso a misteriosa moça terá de abrir o jogo sobre sua origem e sua real motivação.