Действие разворачивается в конце XIX века в мрачных, залитых туманом предместьях Лондона. Лоуренс Тэлбот, американский джентльмен, узнаёт о безвестном исчезновении своего брата и вынужден вернуться на родину, которую покинул в детстве. Его поиски приводят в имение семьи, где его встречает холодный и отстранённый отец.
Гай Ричи переосмысливает легенду о Шерлоке Холмсе, превращая классического детектива в динамичного, физически одарённого и слегка циничного героя викторианской эпохи. Вместе с верным другом доктором Джоном Ватсоном, только что вернувшимся с войны, Холмс погружается в расследование серии таинственных преступлений, оставляющих лондонскую верхушку в тревоге.