Le roman s'ouvre sur la condamnation de Blomkvist, journaliste de la revue Millénium, qui a perdu un procès en diffamation contre l'industriel Wennerström. Il accepte alors la mission que lui propose le vieux Henrik Vanger : éclaircir la disparition de sa nièce Harriet, en 1966, au sein d'une famille puissante et marquée par des secrets. Le récit suit deux pistes qui se rejoignent, celle de Blomkvist et celle de Lisbeth Salander, chargée d'abord d'enquêter sur lui. Chacune des quatre parties s'ouvre sur une statistique sur la violence envers les femmes en Suède, ce qui éclaire le titre du roman. L'intrigue, d'un rythme soutenu, mêle enquête policière, thriller financier et roman familial.
Le livre reçoit le prix Glasnyckeln en Suède en 2006 puis le Boeke Prize aux Pays-Bas en 2008, et devient un succès mondial, traduit en plus de quarante langues. Les avis critiques sont partagés : certains saluent une intrigue très construite, d'autres jugent la prose parfois sèche et les personnages inégalement traités. Le Guardian l'a classé 98e de sa liste des cent meilleurs livres du XXIe siècle. Le film suédois (2009) et celui de David Fincher (2011) ont prolongé sa diffusion.
Le livre a joué un rôle déterminant dans la popularité du roman policier scandinave dans le monde, et installé Lisbeth Salander parmi les personnages les plus reconnaissables de la fiction contemporaine : une héroïne marginale, à la fois victime et justicière. Il montre aussi comment un roman de genre peut porter un propos social précis sur les violences faites aux femmes et sur les complaisances du pouvoir et de l'argent. Son succès, posthume, reste l'un des phénomènes éditoriaux les plus marquants du début du XXIe siècle.