Sherlock Holmes i el seu incondicional company Watson hauran d'usar la seva aguda intel·ligència i tota mena de recursos per enfrontar-se a un nou enemic i desmuntar un complot que podria destruir el país.
Història basada en els llibres de literatura infantil "Basil of Baker Street", que al seu torn s'inspiren en Sherlock Holmes.
El detectiu Sherlock Holmes (Basil Rathbone) encara el seu desafiament més gran quan el geni del mal, el professor Moriarty (George Zucco), planeja robar ni més ni menys que les joies de la corona.
Quan una plaga d'estranys i horribles assassinats mantenen en suspens Londres, el jove Sherlock Holmes i el seu nou amic Watson es veuen involucrats gairebé sense advertir-ho en un misteri fosc. Evidentment, alguna cosa s'està tramant! I el detectiu a les planes està disposat a resoldre el cas més sorprenent de la seva extraordinària carrera.
Sherlock Holmes ha de custodiar l'Estrella de Rodesia, un valuós diamant que pertany a Lady Carstairs. Roland, el fill de la dama, tem que durant el viatge amb tren de Londres a Edimburg pugui passar alguna cosa a la cotitzada joia. I els seus temors es compleixen: Roland és assassinat al tren i el diamant desapareix. És llavors quan intervé Holmes, que amb l'ajuda de Watson i de l'inspector Lestrade intenta recuperar la joia.
Uns lladres competeixen amb el famós detectiu Sherlock Holmes a la recerca d'un tresor robat. Un dels autors del crim, que és a la presó, sap que el tresor està amagat en tres caixes de música que van ser subhastades abans que els seus companys poguessin apoderar-se'n. Holmes i Watson emprendran una vertiginosa carrera per trobar-les.
El novembre de 1903, dones joves estan sent assassinades a Londres, cadascuna amb una mitja de seda a la gola. Watson demana ajuda al retirat i desencantat Holmes, que determina que les víctimes són dones ben nascudes, no prostitutes. Les proves trobades inclouen una empremta dactilar i una mitja de seda extreta de l'esòfag d'una víctima. Sembla que l'assassí té un fetitxe amb els peus.
El detectiu Sherlock Holmes (Basil Rathbone) i el seu fidel ajudant el doctor Watson (Nigel Bruce) s'enfronten al col·laboracionista nazi Professor Moriarty. Moriarty té entre els seus plans segrestar un científic britànic que ha creat una nova mira de bombarder per atacar l'exèrcit alemany.