El detectiu Mark McPherson investiga l'assassinat de la Laura, una dona elegant i seductora que apareix morta al seu apartament. McPherson elabora un retrat mental de la jove a partir de les declaracions dels seus familiars. El suggestiu retrat de la Laura, que penja de la paret del seu apartament, també us ajuda en aquesta tasca.

L'Assassí del Zodíac va matar, entre el 1966 i el 1978, nombroses persones a San Francisco, alhora que enviava als mitjans de comunicació cartes amb pistes. L'acció se centra en les llargues indagacions de dos detectius que van intentar caçar-lo i en les investigacions de dos periodistes que van intentar esbrinar la seva identitat...

Una nit d'estiu, Terry Lennox aterra a l'àtic del seu amic Philip Marlowe i li demana que l'acompanyi fins a la frontera mexicana per canviar d'aires. Marlowe accepta la proposta, però en tornar a casa es troba que la policia li demana explicacions sobre aquest viatge. Marlowe acaba entre reixes acusat de complicitat a l'assassinat de la dona de Terry, que ha aparegut brutalment apallissada.