哨声中，731部队本部在广场上集合，参谋官宣布全体紧急撤退，离去前要销毁一切731的秘密及痕迹。试验室中，伊东在毁坏细菌温床时，划破手而被感染。秋山扶着他跟其他人一样上了唯一逃亡的列车，在开动着的列车内伊东及女医官司都病重，细菌不断在扩散，引起一片惊慌，这列车已成为死亡列车了。
上一集惨绝人寰的父子三人残杀，让丽莎贝丝·萨兰德（劳米·拉佩斯 Noomi Rapace 饰）头部中弹，几乎丧命，亚历山大·扎拉千科（Georgi Staykov 饰）惨遭斧劈，身负重伤。父女二人一同住在哥德堡的萨尔格医院，隆德曼·尼埃德曼（Micke Spreitz 饰）则持续逃亡。由于亚历山大是30年前从苏联军情局投诚瑞典的情报人员，其敏感身份让政府颇多顾忌，而丽莎贝丝背后隐藏的政治黑幕又令政客们焦虑不安。不久，亚历山大被瑞典安全局派出的刺客杀害，丽莎贝丝则面临多项谋杀罪名的指控。为了拯救丽莎贝丝，并揭露政府黑幕，千禧年杂志记者米克·布卢姆科斯特（Michael Nyqvist 饰）奔忙取证。然调查越深，危险越大…… 本片根据瑞典小说家斯蒂格·拉尔松（Stieg Larsson）的原著改编，是“千禧年三部曲”的最后一部。
