À Dresde en 1937, le tout jeune Kurt Barnet visite, grâce à sa tante Elisabeth, l’exposition sur "l’art dégénéré" organisée par le régime nazi. Il découvre alors sa vocation de peintre. Dix ans plus tard en RDA, étudiant aux Beaux-arts, Kurt peine à s'adapter aux diktats du « réalisme socialiste ». Tandis qu'il cherche sa voix et tente d’affirmer son style, il tombe amoureux d'Ellie. Mais Kurt ignore que le père de celle-ci, le professeur Seeband, médecin influent, est lié à lui par un terrible passé. Épris d’amour et de liberté, ils décident de passer à l’Ouest…

Elise et sa mère, Betty, habitent un quartier sinistre de Iéna, dans les hauteurs d'un immeuble datant de la RDA. Elles ne se sont pas tout à fait remises de la mort accidentelle de leur père et époux, quelque temps plus tôt. L'adolescente se console avec la musique et des rêves de carrière, tandis que sa mère, infirmière, noie son chagrin dans des idylles fugaces et des nuits de débauche sur les pistes de boîtes de nuit. Arrive alors Ludwig, critique de musique classique, équilibré, intelligent, et, par un heureux hasard, fraîchement célibataire. Si Betty nourrit des espoirs de romance, c'est en réalité Elise qui subjugue Ludwig...

Frans Balder, éminent chercheur suédois en intelligence artificielle fait appel à Lisbeth Salander afin de récupérer un logiciel qu'il a créé et permettant de prendre le contrôle d'armes nucléaires. Mais la NSA ainsi qu'un groupe de terroristes mené par Jan Holster sont également sur la piste du logiciel. Traquée, Lisbeth va faire appel à son ami le journaliste Mikael Blomkvist qu'elle n'a pas vu depuis 3 ans.

Anna et Benni Krohn, sœurs jumelles et cyberactivistes déterminées, sont à la tête d’une plate-forme anonyme à travers laquelle elles dénoncent les crimes environnementaux. Lorsque leur identité est révélée à la suite d’une cyberattaque ciblée contre le gouvernement, Anna, l’introvertie des deux, est arrêtée par la police fédérale, tandis que Benni, plus charismatique, parvient à s’échapper et rejoint alors « La Dernière Résistance », un groupe militant et terroriste écologiste. Alors que Benni se radicalise de plus en plus, Anna se laisse quant à elle persuader de collaborer avec la police et les deux sœurs se retrouvent soudain dans des camps opposés.

Rostock, au lendemain de la réunification. Les sentiments xénophobes de la population s'exacerbent contre les travailleurs vietnamiens et les demandeurs d'asile. Le 24 août 1992, plusieurs centaines d'émeutiers d'extrême droite s'attaquent à coup de cocktails Molotov à des barres d'immeubles où sont hébergées des familles immigrées, le tout sous les acclamations de la foule.