1947. O famoso detetive Sherlock Holmes (Ian McKellen) está com 93 anos, aposentado, vive numa casa remota no litoral com o seu filho Roger (Milo Parker) e a sua governanta Mrs. Munro (Laura Linney). Lidando com a deterioração da sua mente por causa da idade, ele continua obcecado com um caso que nunca conseguiu decifrar. Sem a companhia do seu fiel companheiro Dr. Watson, ele irá tentar desvendar de uma vez por todas esse mistério.

Mais uma vez, o lendário Sherlock Holmes combate a poderosa mente criminosa de seu arquiinimigo, o Professor Moriarty. Quatro mulheres são brutalmente assassinadas e a Scotland Yard acredita ser este o trabalho de um louco. Mas Holmes e Watson seguem uma misteriosa e linda mulher para dentro do abominável mundo da chantagem e do hipnotismo. Eles deduzem que alguma coisa muito mais sinistra acontece por ali – o trabalho de um verdadeiro gênio do crime.

Na cidade de Londres, vários roubos de jóias acontecem, e Red, uma bela cantora, está sendo acusada de ter cometidos os crimes. Tom e Jerry, como assistentes, devem ajudar Sherlock Holmes a procurar por pistas e a rastrear o verdadeiro ladrão.

O irmão mais novo do detetive Sherlock Holmes tenta roubar sua glória através da resolução de um importante caso perdido de Sherlock, ajudado por um excêntrico detetive da Scotland Yard e uma atriz linda, mas suspeita.

O detetive Sherlock Holmes e o Dr. John Watson unem esforços para investigar um misterioso assassinato no Palácio de Buckingham. Parece um caso simples e tudo indica que o autor do crime seja o Professor James Moriarty, mestre do crime e adversário de longa data da dupla de investigadores. Mas quando novas pistas e reviravoltas emergem, a maior mente mundial da dedução e o seu fiel assistente terão de usar toda a capacidade e engenho para capturar o assassino e impedir que a Rainha Vitória seja a próxima vítima.