Een jonge vrouw lijkt van de aardbodem te zijn verdwenen. Het vermoeden bestaat dat ze het nieuwe slachtoffer is geworden van een ongrijpbare seriemoordenaar. Een FBI-agent besluit samen met een officier uit de staat Florida eigenhandig een onderzoek op te starten.

Jacob, een door verdriet verscheurde politie-inspecteur uit New York reist naar Londen om de moord op zijn dochter en haar kersverse echtgenoot te onderzoeken. Hij ontdekt dat een gestoorde seriemoordenaar pasgetrouwde stellen om het leven brengt. De moord wordt steeds aangekondigd met een ansichtkaart die naar een plaatselijke journalist gestuurd wordt.

Op de dag dat ze vijf jaar samen zijn geeft Nick Dunne zijn charmante vrouw, Amy, als vermist op. Wanneer de plotselinge verdwijning van zijn vrouw ongelofelijk veel aandacht van de media krijgt, wijzen alle bewijzen naar Nick zelf. Onder druk van de groeiende media-aandacht begint het positieve beeld dat iedereen van zijn huwelijk had, te verwateren. Zijn leugens, bedrog en vreemde gedrag zorgen ervoor dat iedereen zich hetzelfde begint af te vragen: Heeft Nick Dunne zijn eigen vrouw vermoord?