夏洛克福尔摩斯(小罗伯特唐尼，小罗伯特唐纳饰)即使在杀人时也异乎寻常地合乎逻辑，但当他在处理案件时有条不紊，他在私生活中却是个“怪人”。至少在他的助手华生医生(裘德洛裘德洛)眼里，他是这样的人。被自己绳之以法的“黑巫师”布雷克(马克斯特朗马克斯特朗饰)临死前说，死亡是开始。然后艾琳阿德勒(瑞秋麦克亚当斯瑞秋麦克亚当斯饰)出现在他身边，请他帮忙寻找一个失踪的人，她身边出现了一个影子般的身影。传说黑巫师复活了，他的墓地被毁了，棺材里躺着另外一个人。夏洛克福尔摩斯又要出柜了。然而，调查过程从一开始就处于危险之中。助手华生医生在调查中险些丧命，福尔摩斯陷入了一系列的谜团之中。