1986 год. Лондон потрясает волна загадочных похищений. Для легендарного детектива Шерлока Холмса дело становится личным: в числе исчезнувших доктор Джон Ватсон и его экономка миссис Хадсон. Но сыщику не придется разгадывать ребус в одиночку, ведь на пороге его дома появляется юная американка Амелия, утверждающая, что Холмс — ее отец, а мать погибла при загадочных обстоятельствах. Сыщик ни на секунду не верит в легенду незнакомки, однако она умна и хорошо обращается с оружием, а ему нужен помощник. Так почему бы не попробовать работать в паре?! После загадочного убийства матери молодая американка Амелия узнает, что ее пропавшим отцом, возможно, был сам Шерлок Холмс. Так она оказывается на пороге его дома с этой шокирующей новостью. А Шерлок тем временем пытается спасти доктора Ватсона и миссис Хадсон, которых держит в заложниках преступный синдикат во главе с Мориарти. Бойкая девушка приходит на помощь Холмсу, а он с помощью дедуктивного метода и сети своих информаторов пытается узнать тайну ее происхождения.