破获接手的第一起案件后，伊诺拉·福尔摩斯（米莉·波比·布朗饰）追随著名的哥哥夏洛克（亨利·卡维尔饰）的脚步，开办了自己的侦探事务所。一个身无分文的不幸女孩为她带来了第一单生意：寻找失踪的妹妹。但事实证明，这个案子比想象的要复杂得多，因为诺拉即将踏入一个危险的新世界。