Quando o príncipe herdeiro da Áustria é encontrado morto, as evidência, como interpretado pelo Inspector Lestrade, apontam para suicídio. Mas Sherlock Holmes deduz que o príncipe tenha sido vítima de assassinato, um assassinato que é apenas uma peça de um quebra-cabeça maior e muito mais portentoso, projectado pelo Professor Moriarty.
Misturar negócios com prazer, Holmes segue as pistas até um clube de cavalheiros, onde ele e o irmão, Mycroft Holmes estão a brindar em honra ao Dr. Watson na sua última noite de solteiro. É lá que Holmes encontra Sim, uma cartomante cigana, que vê mais do que ela está dizendo e cujo envolvimento no assassinato do príncipe faz dela o próximo alvo do assassino. Holmes mal consegue salvar a vida dela e, em troca, ela relutantemente concorda em ajudá-lo.
A investigação torna-se cada vez mais perigosa, pois leva Holmes, Watson e Sim a viajar pelo continente, da Inglaterra para a França até a Alemanha e, finalmente, para a Suíça. Mas a astucioso Moriarty está sempre um passo à frente enquanto ele tece uma teia de morte e destruição, tudo parte de um plano maior que, se ele tiver sucesso, irá mudar o curso da história.
Actores: Robert Downey Jr., Jude Law, Noomi Rapace, Jared Harris, Eddie Marsan, Kelly Reilly, Geraldine James
