19세기 빅토리아 시대의 런던, 스스로 목숨을 끊은 리콜레티 부인이 되살아나 남편을 살해하는 기묘한 일이 발생한다. 심지어 유령신부는 다른 집 남편까지 응징하겠노라 예고한다. 카마이클 부인은 셜록(베네딕트 컴버배치)과 존(마틴 프리먼)에게 사건 해결을 의뢰하고, 둘은 메리(아만다 애빙턴)의 도움으로 유령신부가 여성 참정권 운동과 관련된 비밀 결사임을 알게 된다. 여자는 아무리 똑똑해도 집에서 살림하는 것 외에 그 어떤 사회 진출도 허용되지 않았던 시대, 학대에 참다 못한 여자들은 결국 반기를 일으키고, 오랜 시간 꿈꾸어왔던 여성 참정권 운동도 비밀리에 진행하고자 하는데...

런던 최대 불꽃놀이를 앞두고 도시 전체를 혼란에 빠뜨린 정원 요정 실종 사건이 발생했다! 최고의 탐정이자 추리의 귀재 ‘셜록 놈즈’와 그의 영원한 파트너 ‘왓슨’이 수사에 나서고, 사라진 가족들을 찾기 위해 ‘노미오’와 ‘줄리엣’까지 투입되어 합동 수사를 시작한다! ‘셜록’은 이 사건이 죽은 줄만 알았던 숙적 ‘모리아티’의 짓임을 알게 되고, 그가 숨겨놓은 단서를 찾아 나서는데…