После таинственного убийства матери молодая американка Амелия узнаёт, что её давно пропавший отец — возможно, сам Шерлок Холмс. Она приезжает к его дверям с этой ошеломляющей новостью как раз в тот момент, когда легендарный детектив пытается спасти доктора Ватсона и миссис Хадсон. Их похитил преступный синдикат профессора Мориарти. Решительная девушка включается в расследование, а Холмс, используя свой дедуктивный метод и обширную сеть осведомителей, начинает распутывать сложную тайну её прошлого.