يجد المحقق شيرلوك هولمز نفسه خارج منطقة راحته وغير قادر على التحقيق في قضية دون المخاطرة بحياة أقرب أصدقائه. ثم يلتقي بعد ذلك بأميليا، وهي أمريكية تعلم بعد مقتل والدتها الغامض أن شيرلوك قد يكون والدها المفقود. رغم اختلاف خلفياتهما ومواقفهما، يتعين على الثنائي العمل معًا لحل مؤامرة عالمية، وكشف جريمة قتل والدتها، والتأكد من كونها ابنة شرلوك.