После таинственной гибели матери юная американка Амелия выясняет, что её давно отсутствующий отец, вероятно, является самим Шерлоком Холмсом. С этой потрясающей вестью она оказывается у порога его лондонского дома. Тем временем сам Холмс занят спасением доктора Ватсона и миссис Хадсон, захваченных в заложники преступным синдикатом под руководством Мориарти.
Энергичная девушка приходит на помощь знаменитому детективу. А он, применяя дедуктивный метод и используя сеть своих осведомителей, пытается раскрыть загадку её происхождения.