大卫·芬奇版《龙纹身的女孩》改编自瑞典作家斯蒂格·拉森的同名小说（瑞典原名《恨女人的男人》）以及2009年由涅尔斯·阿登·欧普勒夫导演、劳米·拉佩斯主演的同名电影。故事讲述了瑞典《千禧年》杂志的记者布隆维斯特因揭发金融丑闻缺乏证据，被指控诽谤罪，导致身败名裂。此时，范耶尔家族大亨亨利·范耶尔找到布隆维斯特，开出一笔天价，希望他能解决四十年前的一起疑案。原来，当年亨利的侄女离奇被杀，尸体四十年来未曾找到，凶手则每年匿名寄来一支装裱在相框中的干花以示威胁。亨利坚信凶手便是他巨大家族中的一员。与此同时，受雇于保险公司的天才女黑客丽莎贝丝，在暗中调查布隆维斯特金融状况，也牵扯进了案件中。布隆维斯特遂邀请她一起破解巨大的范耶尔家族背后，深藏多年的黑暗秘密。
相较于瑞典原版电影，大卫·芬奇的作品在保留其黑暗基调和类似黑色电影一般的复杂剧情以外，加入了更加成熟的风格元素。其中一段真实且毫无保留的蹂躏戏份，以极大的尺度，展现了女主角的挣扎和恐怖的暴行。与瑞典版不同，芬奇对于片中角色有着更立体的理解，将丽莎贝丝放在了一个相对精神上孤独弱者的位置。全片最后一幕表现的是布隆维斯特最终抛弃已经动情的丽莎贝丝，选择了正常的生活，而丽莎贝丝只能默默消失在黑暗中。让整个恐怖凶杀的基调得到了180度的大反转，停留在了失去爱情的淡淡忧伤中，显得更加好莱坞化。
更细腻的角色，更需要有天赋的演员。瑞典原版之所以能如此成功，离不开拉佩斯饰演的龙纹身女孩，而美版的相同角色由谁出演，则是芬奇的最大挑战。剧组展开了大规模选角，初试便有上百名演员参加，他们需要选择一首瑞典诗，并用瑞典口音念出来。这其中便包括鲁妮·玛拉。鲁妮·玛拉之前在《社交网络》中饰演了开头甩掉扎克伯格的前女友。不过，她只在《社交网络》的片场演了四天，甚至和大卫·芬奇之间互相都不怎么认识。她竞争这个角色完全是由于她母亲在读过小说后，觉得小说中的女孩和她女儿一模一样。
在看过瑞典版后，玛拉也对这个角色产生了极强兴趣，参加试镜。很快玛拉便收到了芬奇的电子邮件，恭喜她进入第二轮选拔，但也提醒她“你需要抽烟，学骑摩托车，剪短发，还得准备演裸戏”，至此，玛拉已坚定了决心，开始阅读原著小说。二次试镜需要演出三段场景，剧组提前几天寄来了剧本，其中就有那场报复强奸犯的戏份，一共七页，是全片最难演的一段。至此，玛拉才坚信芬奇这次是来真的了。事实上，芬奇已经基本决定要由玛拉出演，而这次试镜只是为了看看她能为了电影走多远，结果显然也令人满意。随后，经历了大量造型实验，玛拉和另外两个女孩进行了两个月的现场试镜，她们穿着戏服，在纽约街头偷拍一些测试片段，研究角色的穿着，看是否能融入现实环境。剧组给三位演员提供了大量衣服和饰品，由他们自行搭配，玛拉是唯一一个每次都穿一样衣服的演员。2010年6月，制片终于给玛拉打了电话，希望她再去拍些照片。这次她被直接叫到了芬奇的办公室，芬奇将自己的iPad递给他，里面显示的是她已经得到角色的新闻稿“如果没问题，我就发给媒体了”，他如是说。
为了将柔美的玛拉转变成前卫叛逆的龙纹身女孩，必须在造型上下一番功夫。朋克造型师，为玛拉剪掉了辫子和两侧的头发，甚至建议剃掉她的眉毛，但考虑到剃掉可能会影响玛拉拍片之后眉毛的生长，只得放弃，改为将眉毛漂白。这惊人创意也换来了奇效，让观众印象深刻。随后造型又给玛拉打上了眉环，而片中出现的鼻环和唇环都是假的，却比真的还要疼，因为一直会产生摩擦，甚至将玛拉的嘴唇磨破。玛拉还向芬奇建议让她在重要部位穿孔，随后便打上了乳环，让片中裸露戏的真实度加倍。相较于瑞典版中没有换过发型的拉佩斯，玛拉在片中则有多次造型改变，最初是朋克尖锥爆炸头，后面换成了极短的齐刘海，每一个效果都很惊人。
饰演布隆维斯特的丹尼尔·克雷格，在大卫刚刚拍完《搏击俱乐部》时就认识了他，一直想合作一部犯罪电影。由于和新一集007档期撞车，丹尼尔本来回绝了本片，但随后007档期延后，其也顺利出演。在片中，他要到全片进行到大半才会和女主角碰面。饰演反派马丁的瑞典戏骨斯特兰·斯卡斯加德，是主演中唯一的瑞典人，他也站在独特的视角，帮助芬奇拍摄一部更原汁原味的瑞典故事。
全片拍摄主要集中于瑞典斯德哥尔摩和洛杉矶，为了还原原著，芬奇选择了大量斯德哥尔摩的真实外景地，其中结尾告别一场，则完全拍摄于小说中描写的街道，精准的还原了拉森的“千禧”世界。而室内戏份则全部在布景中完成。与之前的《十二宫》一样，芬奇在大量片中不易察觉的地方加入了足以以假乱真的电脑特效。全片中所有的飘飞的雪景，以及地上的积雪，完全使用CGI生成。布景窗外的景色也使用了绿幕拍摄。最惊人的一场在于丽莎贝拉骑摩托车在雨中追逐逃跑的马丁，不仅雨水为特效制作，连丽莎贝拉的头部和扬起的头发，也是用特效替换了特技演员戴着安全盔的头。最后马丁翻车一场，也完全在电脑中完成。
本片于2011年12月上映后，取得极佳口碑，并获得了奥斯卡最佳剪辑奖（这也是芬奇电影连续第二年获得此奖项）,但由于限制级和过长片长的影响，最终收入2.3亿美元票房。本片的续集也从此流产，非常遗憾。
