Lisbeth Salander (Claire Foy) hat mittlerweile den Kontakt zu Mikael Blomkvist (Sverrir Gudnason) abgebrochen. Im Gegensatz zum Journalisten, der seinen Biss verloren hat und den man bei seinem Magazin deshalb nicht mehr besonders ernst nimmt, verfolgt Lisbeth ihre Mission - Männern wehtun, die Frauen wehgetan haben - weiterhin mit Hartnäckigkeit. Gleichzeitig setzt sie ihre genialen Hacker-Fähigkeiten ein, um eigentlich unmögliche Jobs zu erledigen. So wird sie von dem Programmierer Frans Balder (Stephen Merchant) engagiert, um ein Computerprogramm zu stehlen, das er einst selbst für den US-Abhördienst NSA geschaffen hatte. Lisbeth hackt sich erfolgreich ins System ein, wobei sie auf Spuren einer Verschwörung innerhalb des Auslandgeheimdienstes stösst. Ihr Tun bleibt nicht unbemerkt und so ist ihr bald einmal nicht nur NSA-Agenten Needham (LaKeith Stanfield), sondern auch eine hochgefährliche Verbrecherorganisation namens "Spider Society" auf der Spur. Nachdem Lisbeths Versteck in Flammen aufgegangen ist und Balder ermordet wird, gerät die Hackerin in eine schier ausweglose Situation. Hilfesuchend wendet sie sich an Mikael, der gerade mit Recherchen im Fall des Ermordeten begonnen hat. Gleichzeitig macht sie sich selbst daran, das aus ihrem Besitz gestohlene Programm zurückzubekommen. Dabei spielt nicht nur Balders autistischer Sohn August (Christopher Convery) eine zentrale Rolle. Aus ihrer traumatischen Vergangenheit meldet sich auch Lisbeths Schwester Camilla (Sylvia Hoeks) zurück, was Wunden wieder aufreisst, die nie verheilt sind.