Sherlock Holmes sempre foi o homem mais inteligente em qualquer lugar… até agora.

Existe um novo e maior génio do crime, o Professor Moriarty (Jared Harris), e ele não apenas é igual a Holmes intelectuamente, mas a sua capacidade para o mal, aliada a uma completa falta de consciência, podem realmente dar-lhe uma vantagem sobre o famoso detetive.

Quando o príncipe herdeiro da Áustria é encontrado morto, a prova, interpretada pelo Inspetor Lestrade (Eddie Marsan), aponta para suicídio. Mas Sherlock Holmes deduz que o príncipe tenha sido vítima de um assassinato, que é apenas uma peça de um quebra-cabeça maior e muito mais portentoso, desenhado pelo professor Moriarty.