เชอร์ล็อก โฮล์มส์ นักสืบอัจฉริยะแห่งลอนดอนยุคปัจจุบัน ผู้มองโลกด้วยตรรกะเย็นชาและไม่มีใครเข้าใจ ต้องมาร่วมหอพักกับจอห์น วัตสัน คุณหมอทหารที่เพิ่งกลับมาจากสงครามอัฟกานิสถาน ทั้งคู่กลายเป็นคู่หูไขคดีสุดซับซ้อนที่ตำรวจทำไม่ได้ ตั้งแต่ฆาตกรต่อเนื่องที่ท้าทายเชอร์ล็อกโดยตรง ไปจนถึงปริศนาสุดลึกลับที่เชื่อมโยงกับอดีตอันมืดมิดของเขาเอง ความสัมพันธ์ของสองคนเริ่มเปลี่ยนไปเมื่อเชอร์ล็อกค้นพบว่ามีเงาดำแห่งอาชญากรรมที่ชื่อโมริอาร์ตี้กำลังคอยเล่นเกมกับเขาอยู่
