После ужасного убийства её матери, молодая американка Амелия оказывается втянутой в запутанный мир расследований. Она узнаёт, что её исчезнувший отец может быть знаменитым детективом Шерлоком Холмсом. В поисках ответов на похождения своего родителя, она решает отыскать Холмса и поделиться с ним этой потрясающей новостью. Тем временем Шерлок сталкивается с собственными проблемами: его друзья, доктор Ватсон и миссис Хадсон, попадают в руки преступного синдиката под управлением хитроумного Мориарти. Соединившись, Амелия предлагает свою помощь Холмсу, и они начинают совместное расследование. Используя свои выдающиеся дедуктивные способности и широкую сеть информаторов, Холмс находит способ разгадать как загадку своего прошлого, так и текущую опасность, угрожающую его близким.