Sherlock Holmes (Robert Downey Jr) dan Dr Watson (Jude Law) kembali berpetualang untuk memecahkan teka-teki pembunuhan yang kali ini bisa memicu perang dengan skala besar. Demi mencegah aksi musuh mereka yang paling licik, Profesor Moriarty (Jared Harris), Dr Watson pun harus rela menunda bulan madunya.