1 lipca 2000 r. 21-letnia Brytyjka Lucie Blackman znika w Tokio. Jej zaginięcie daje początek międzynarodowemu śledztwu i nieustępliwej walce o sprawiedliwość.
Córka znanego aktora, Jennifer przyjeżdża do szkoły z internatem. Od współlokatorki dowiaduje się że w okolicy grasuje seryjny morderca. Już pierwszej nocy dziewczyna lunatykując, jest świadkiem kolejnego morderstwa, i trafia do domu przykutego do wózka inwalidzkiego profesora entomologii. Wspólnie z nim odkrywa że ma niezwykłą zdolność panowania nad owadami. Kiedy ofiarą mordercy pada jej przyjaciółka Sophie, Jennifer wraz z profesorem, oraz pewną niezwykłą muchą żerującą na zwłokach, zaczyna szukać mordercy.
Człowiek, który spędził 10 lat w więzieniu, ponieważ został uznany za winnego, ale tak naprawdę był niewinny. Seryjny zabójca na wolności. Prokurator, który domaga się kary śmierci dla niewinnego, a potem stara się, by prawda nie ujrzała światła dziennego. Śledczy, który zostanie zobowiązany, by prowadzić dochodzenie w swojej sprawie i kolejny śledczy opętany wymierzaniem sprawiedliwości. Historia wszystkich tych osób i ich rodzin splata się w trzech liniach czasowych w latach 50. i 60. w niewielkim węgierskim mieście Martfű.
Tajemniczy morderca morduje modelki, wykorzystując do tego celu czarnego kota. Pewien kompozytor, którego dziewczyna jako pierwsza została zabita, podsłuchuje rozmowę kogoś, kto może być tym zabójcą, ale jest jedna komplikacja - kompozytor jest niewidomy i nie mógł zobaczyć twarzy podejrzanego mężczyzny.
Młoda kobieta zostaje odnaleziona nieprzytomna na ulicy - twierdzi, że jest inną osobą, która została brutalnie zamordowana dwa miesiące wcześniej. Ucieka ze szpitala psychiatrycznego aby udowodnić swoją tożsamość i odkryć prawdę o swoim życiu oraz powodach śmierci. Musi też odkryć tożsamość mordercy.
Tytułowy Giallo to seryjny morderca, który poluje na atrakcyjne kobiety. W ten sposób mści się na nich za to, że, sam nie będąc zbyt uroczym, był w sierocińcu pomiatany i wyśmiewany. Zanim jednak zabije swoje piękne ofiary, najpierw je torturuje fizycznie i psychicznie. Choć starannie wybiera swoje ofiary, to w końcu na jego trop trafia ekscentryczny detektyw.