Robert Downey Jr. dünyanın en ünlü dedektifi Sherlock Holmes olarak, Jude Law da onun müthiş çalışma arkadaşı Dr. Watson olarak tekrar karşımızdalar. Bu seferki araştırmaları Holmes ve Watson’ı Londra’nın dışına; Fransa, Almanya ve son olarak da İsviçre’ye götürecek ve giderek daha tehlikeli bir hal alacaktır. Holmes ile aynı zekada olmakla beraber, kötülük kapasitesi ve vicdansızlığı ile ünlü Profesör Moriarty (Jared Harris) ise her zaman bir adım önlerindedir; çok daha büyük planlarının her parçasını bir bir gerçekleştirirken, eğer amacına ulaşacak olursa tarihi bir laneti de değiştirebilecek güçtedir.