Pur concentrandosi maggiormente sulle vite e le indagini di un detective, Dave Toschi (interpretato da Mark Ruffalo), di un giornalista del San francisco Chronicle, Paul Avery (interpretato da Robert Downey Jr.) e soprattutto di un vignettista dello stesso giornale, Robert Graysmith (interpretato da un convincente Jake Gyllenhall), Fincher alla fine fornisce la sua visione e il suo colpevole, individuandolo nell'indiziato numero
uno, Arthur Leigh Allen (interpretato da John Carroll Lynch), identificato, nel
film, dalla voce che è la stessa che l'omicida fa sentire in un paio di
occasioni e dalla segnalazione finale da parte del sopravvissuto al primo
omicidio, ma indicato in maniera quasi esplicita da numerosi indizi a suo
carico.Nonostante ciò il regista lascia un margine di dubbio, quell'incertezza che ancora oggi e per sempre sarà l'unica certezza che resta.
Alla base di tutto, e della mancata, certa, incriminazione, vi è il problema delle indagini svolte in maniera non coordinata, inizialmente, da parte della polizia dei vari distretti americani nei quali Zodiac colpiva. E questo aspetto rende molto realistico il film, proprio per questa verosimiglianza nella caoticità e frammentarietà della ricerca della verità.
Questo caso diventa un'ossessione per tutti i protagonisti, ma a maggior ragione per il detective Toschi, che di casi di omicidi ne ha fatto la sua professione, il quale lascia di stucco per alcune mancanze, come il non reperire informazioni dalla governante di un noto avvocato, chiamato proprio da Zodiac per chiedere aiuto, la quale ha avuto un contatto telefonico con il killer, il non cercare in maniera assidua i due ragazzi che riescono a sopravvivere alle aggressioni, e il mancato interrogatorio della giovane madre che si salva lanciandosi dalla macchina in corsa guidata dal presunto omicida; questi sono gli unici contatti che Zodiac ha lasciato in vita, i probabili errori che ha commesso e che potevano inchiodarlo, ma che non sono stati approfonditi.
Diverse morti senza colpevole proprio per le incredibili lacune investigative: si interroga una bambina che ha visto dalla finestra della camera la fisionomia di un uomo che ha ucciso un tassista, ma si tralasciano coloro i quali hanno avuto un contatto diretto con l'omicida.
Nella prima parte del lungometraggio i messaggi cifrati che l'assassino spedisce periodicamente hanno un ruolo forzato e dominante; in questi messaggi, tra l'altro facilmente traducibili, Zodiac non fornisce indicazioni di importanza fondamentale per essere catturato, ma piuttosto accenna ai suoi mali (una forte emicrania), alle altre possibili vittime (tra cui l'ossessione per i bambini); non si dimostra un manovratore dei movimenti altrui per farsi catturare. In molti altri film del genere l'assassino cerca un contatto con la polizia, vuole divertirsi con lei, le fornisce spunti da cui partire, vuole in un certo senso aiutare la sua cattura, creando un gioco dove una parte vince e l'altra perde; qui, invece, sembra quasi voler stabilire un dialogo, un essere ascoltato da qualcuno che nella sua vita non c'è. Se la seconda parte del film si concentra sull'ossessione del vignettista nel ricostruitre la storia degli omicidi (da cui nasce un vero reportage di successo) è perchè il presunto coplevole è per atri misfatti finito in carcere. O forse no. E' ciò verso cui ci spinge la visuale di Fincher. Rimangono così aperti e senza risposta molti elementi importanti e basilari tra cui il fatto che gli uomini nelle sue aggressioni riescono a salvarsi, mentre le donne vengono sempre uccise: precisa volontà o casualità?
Zodiac si dichiara esecutore di diversi omicidi, ma sono stati tutti commessi da lui o si prende il "merito" per atti commessi da altri? Quanti sono i suoi crimini?A tutti questi quesiti nè gli inquirenti nè lo spettatore riceverà risposta. Ma in ciò è propro la forza del film, in questo diversificarsi dal solito schema perfetto del thriller americano e non.