英國(guó)警探萊斯特雷德堅(jiān)信負(fù)責(zé)調(diào)查的案件中瑪麗之死與其夫勞倫斯有關(guān)，但勞倫斯強(qiáng)大的背景令萊斯特雷德身處險(xiǎn)境。

夏洛克·福爾摩斯應(yīng)霍普金斯警長(zhǎng)的邀請(qǐng)回英國(guó)幫忙破案，在英國(guó)故居夏洛克遇到了與其不合的哥哥邁克羅夫特。夏洛克在勞倫斯的家里發(fā)現(xiàn)了面具后面的鐵釘，更因此調(diào)查出勞倫斯的勤雜工購(gòu)買過(guò)3D打印機(jī)，而這時(shí)勤雜工卻死于家里……

福爾摩斯和華生來(lái)到倫敦調(diào)查一起尚未偵破的懸案，同時(shí)追蹤一名往日的導(dǎo)師。與此同時(shí)，福爾摩斯與素來(lái)關(guān)系疏遠(yuǎn)的兄弟Mycroft(Rhys Ifans)重聚，但Mycroft似乎隱藏了一些秘密。