大侦探福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 Robert Downer Jr. 饰）即使在置人于死地之时也异常的逻辑清晰，然而办案时有条不紊的他在私底下的生活中简直就是个“怪胎”，至少在他的助手华生医生（裘德·洛 Jude Law饰）眼中他是这样一个人。他们亲手绳之以法的“黑暗巫师”布莱克大人（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）在临死前说死亡即是开始，随后艾琳·艾德勒（瑞秋·麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰）出现在他的身边要他帮忙找个失踪的人，而她身边有个影子般可怕人物。坊间传说黑暗巫师已经复活，他的墓地遭到破坏，而躺在棺材里的人另有其人。又到了大侦探福尔摩斯出马的时候了，然而调查过程从一开始就险象环生，助手华生医生在调查中更是险些丧命，福尔摩斯也陷入连串的迷团之中。

一位新房客（艾佛•诺维洛饰）被房东太太（玛丽•奥尔特饰）和她丈夫（阿瑟•切斯尼饰）怀疑有可能是恶名昭著的“连环杀手”，但他们当时装模特的女儿黛西•邦廷（琼•特里普饰）却被他深深吸引。黛西的男友警探乔•贝茨（马尔科姆•基恩饰）产生了嫉妒，于是在房东太太的教唆下获得了搜查令闯入了他的房间。然后警察找到了一把手枪和一张标明以往杀人地点的地图，以及一张第一个受害人的照片。房客辩称那个女孩是她的妹妹，他只是在寻找杀人凶手，可是警察还是逮捕了他。在黛西的帮助下，他逃了出来，但因为戴着手铐在酒吧被人发现，于是，他被逼入了墙角。 本片有一个难忘的镜头被希区柯克称为是在默片时代替声音的拍法，就是镜头里出现“房客戴着手套的右手在楼梯扶手上慢慢下滑。

一个下着雨的夜晚，着名的玩具师傅被人绑架了，只有一只老鼠有办法找到他的下落，那就是住在贝克街的超级侦探巴索！伤心的玩具师傅女儿奥莉薇，在好心的道森医生帮忙下，终于找到大名鼎鼎的巴索，说服他展开营救行动。巴索终于发现绑架玩具师傅的幕后黑手，竟是他长久以来想将之绳之以法的头号敌人瑞根！聪明的巴索是否能即时揭穿瑞根的秘密让奥莉薇与父亲团聚，甚至成为挽救国家安危的英雄？

福尔摩斯调查了一系列所谓的“睡衣自杀事件”。他知道他们背后的女反派像莫里亚蒂一样狡猾，像蜘蛛一样恶毒。根据《四个人的标志》和短篇小说《垂死的侦探》、《最后的问题》、《斑点乐队》和《魔鬼脚历险记》改编。

福尔摩斯因为过分的寂寞，整日注射可卡因，他的好友华生医生强烈反对他这样摧残自己的身体。一天，福尔摩斯接到一封神秘的请帖，邀他去观看苏联芭蕾舞。芭蕾舞演员彼得洛娃，希望和福尔摩斯结合，因为她想要个孩子，还希望孩子父亲的智能与她的资丽能造就个好孩子。福尔摩斯婉言谢绝。几天后，福尔摩斯收到一件奇怪的包裹，里面是在一个被人从泰晤士河中救起的患有健忘症的女人手里找到的，一张写有福尔摩斯住址的纸条。

19世纪，年幼的福尔摩斯和年幼的华生医生在同一所寄宿学校就读。福尔摩斯在幼年就表现出了非凡的观察和逻辑推理能力，这让他在学校里很受同学注目。他与华生还有他暗恋的姑娘Elizabeth Hardy一起，在一次偶发的自杀案中抽丝剥茧逐渐走入伦敦的黑巷中破获了惊人的罪案。

1888年伦敦东部的Whitechapel区，犹太人、黑人和下层贫民混杂其中，犯罪事件层出不穷，是伦敦城的一个大毒瘤。妓女安的被绑架拉开了一系列恐怖事件的序幕，紧接着另一名妓女波丽也被残忍地杀害了，这令这群可怜的姑娘们陷入了深深的惊惧之中，她们发现自己已成为连环杀手的猎取目标，一个接一个……这一系列罪案引起了一位探员弗雷德艾伯林的注意。艾伯林不仅头脑灵活，还具有一种超自然的感应力量，这种奇异的能力经常在他办案中发挥重要作用，但遭受丧妻之痛的他不得不长期依赖鸦片来麻醉自己。 艾伯林预感到将有惨剧发生，于是深入到这一黑暗地区进行调查，尽管当地居民对他怀着深深的排斥，艾伯林还是得到了妓女玛丽和私人医生威廉戈尔的帮助。艾伯林逐渐发现失踪的安和她的孩子是一个重要线索，但她们的失踪与杀手不断制造的谋杀案之间究竟有什么联系呢？恐怖的阴云依旧不散，妓女们人人自危。一起更令人震撼的阴谋似乎开始浮出水面，但同时艾伯林自身也受到了严重威胁。此时他的调查也变得更加与自己息息相关，因为他已与玛丽坠入了爱河......

奥斯卡奖得主麦克而凯恩和本金斯利合演。福尔摩斯帮伦敦警察厅破获无数案件，但是福尔摩斯并不存在，而这位大侦探的角色一直由一个叫雷金纳得琴凯德德人扮演，他是华生雇佣德临时“演员”，笨拙又酗酒，为此，华生想要解雇他，正当此时，财务部官员要拜访福尔摩斯，华生只好留着他，继续这弥天大谎，“依靠”他破解新谜团。

该片是福尔摩斯的一部经典电影，整个故事发生在从伦敦到爱丁堡的一列火车上。为了保护罗得西亚之星这颗价值不菲的钻石，福尔摩斯和敌人展开了一轮又一轮的斗智，最终保护了罗得西亚之星，并成功的捕获了歹徒…

达特穆尔监狱的一名被定罪的小偷将被盗的英格兰银行印版的位置藏在三个音乐盒内。当这些盒子的无辜购买者开始被谋杀时，福尔摩斯和华生展开了调查。

1902年伦敦的寒冷冬日中，警方发现了一名少女的尸体，少女脖颈上和口中的丝袜让整个案件笼罩在一片诡异而恐怖的气氛之中。警方迫于无奈，于是请出了大侦探福尔摩斯来进行调查。

第二次世界大战期间，夏洛克·福尔摩斯从盖世太保手中救出了一种新型炸弹瞄准器的瑞士发明者，并将他带到了英国，在那里他很快落入莫里亚蒂教授的魔掌。

查理士爵士死得非常神秘，福尔摩斯和华生前往调查案件。当时流传了两百多年的说法是：巴斯克维尔家有一只巨大的猎犬在沼泽地漫游以攻击这个家族的继承人。