دو برادر معدنچی ولزی برنده سفری به لندن می‌شوند تا جایزه نقدی خود را دریافت کنند. قرار است آن‌ها با خبرنگاری ملاقات کنند که راهنمایشان باشد؛ اما در عوض، این دو برادر وارد ماجراجویی با اراذل و اوباش لندن می‌شوند. حالا وظیفه خبرنگار است که مراقب آن‌ها باشد و این کار بسیار سخت‌تر از چیزی است که به نظر می‌رسد.

پس از یک سرقت ۵۰ هزار دلاری در نیویورک، دو تن از سارقان مظنون از دادگاه تبرئه می‌شوند و بی‌درنگ برای پیدا کردن غنائم گم‌شده راهی لندن می‌شوند. این موضوع برای همدست سابق آن‌ها، جیم رینور، که پول‌ها را پنهان کرده خبر بسیار بدی است؛ به ویژه اینکه آن‌ها تنها کسانی نیستند که در تعقیب او هستند و اسکاتلندیارد نیز روی این پرونده کار می‌کند.

هلمز که در ساسکس بازنشسته شده است، زمانی به آخرین پرونده‌اش کشیده می‌شود که دشمن دیرینه‌اش موریارتی با یک باند آمریکایی برای قتل شخصی به نام جان داگلاس تبانی می‌کند؛ نجیب‌زاده‌ای روستایی که گذشته‌ای مرموز دارد. روش‌های هلمز باعث سردرگمی واتسون و لسترید می‌شود، اما نتایج کار او آن‌ها را شگفت‌زده می‌کند. در یک فلاش‌بک طولانی، همسر مقتول داستان دره وحشتناک ورمی‌سا را روایت می‌کند.

یک متقلب در بازی ورق، تهدید می‌شود که اگر به یک تشکیلات جنایی نپیوندد، دستش رو خواهد شد؛ تشکیلاتی که شرلوک هلمز معتقد است توسط پروفسور موریارتی هدایت می‌شود.