شرلوک هولمز در یک توطئه شوم گرفتار می‌شود که دشمن دیرینه‌اش، پروفسور موریارتی، در آن دست دارد. در این میان، او با آملیا، یک زن جوان از بومیان آمریکا که مادرش به تازگی به قتل رسیده، متحد می‌شود. در حالی که این دو برای حل پرونده تلاش می‌کنند، آملیا سعی دارد تا ثابت کند که کارآگاه بزرگ، پدر گمشده‌ اوست و ...