奥地利皇储突然自杀案件，让沉寂6个月的福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 饰）再次启动。这次，福尔摩斯有了一个强有力的对手——智力上与福尔摩斯相当的莫里亚蒂教授。为了调查清楚皇储的自杀案件，福尔摩斯与华生（裘德·洛 饰），在吉普赛占星师西姆的帮助下，和莫里亚蒂展开了在整个欧洲大陆上的较量。莫里亚蒂教授死亡名单上的人一个个被抹杀，历史可能就此被改编，面对如此强大的对手，福尔摩斯如何应对？

古人相信命由天定，但其实很多所谓的“天命”背后，真相往往是人力为之。正如本片中人人惧而远之的“天弃女”，实际上只不过是个幼年遭遇变故、为了活下去不得不隐藏自己的苦命人。然而即便是受到了不公正的对待，她仍对生活抱有善意和希望，最终赢得了狄仁杰的尊重和友情。因此本片在注重案件的悬疑性和精彩性的同时，也着重宣扬“种善因、得善果”、“但行好事、莫问前程”的积极思想，同时也通过塑造狄仁杰这样一个公正无私、断案如神的“东方福尔摩斯”的形象，告诫人们“莫以善小而不为，莫以恶小而为之”，以及天网恢恢疏而不漏，任何罪案终于

大侦探福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 饰）和他的助手华生医生（裘德·洛 饰）亲手绳之以法的“黑暗巫师”布莱克大人在临死前说死亡即是开始，随后艾琳·艾德勒出现在他的身边要他帮忙找个失踪的人，而她身边有个影子般可怕人物。坊间传说黑暗巫师已经复活，他的墓地遭到破坏，而躺在棺材里的人另有其人……

故事发生在清朝末年，大侦探福尔摩斯和助手华生一起来到中国游玩，投宿在仙来客栈。没想到客栈被官兵重重把守，一片鹤唳风声的肃杀气氛。原来，朝廷的一批价值连城的珠宝不翼而飞，负责护送珠宝的将军布克亦身首异处。于是，福尔摩斯和华生便留了下来，企图侦破此案...

19世纪，年幼的福尔摩斯和年幼的华生医生在同一所寄宿学校就读。福尔摩斯在幼年就表现出了非凡的观察和逻辑推理能力，这让他在学校里很受同学注目。他与华生还有他暗恋的姑娘Elizabeth Hardy一起，在一次偶发的自杀案中抽丝剥茧逐渐走入伦敦的黑巷中破获了惊人的罪案。

在城市的破败角落，脑顶光秃秃的重案组老警察入职三十年，虽然破了许多大案要案，满身都是伤痕弹孔，但是他的家庭情况却一团糟。老婆和他离婚，儿子嫌他臭。与老警察相对，青年私家侦探波比（黄磊 配音）如日中天，扶摇直上，FBI请他讲课，相关动画片热播，波比俨然成为福尔摩斯一般的存在。在某起密室杀人案后，老警察不得已请来波比调查。波比为什么会这么厉害，这一切似乎都与他的妈妈麦太（吴君如 配音）有关...

古董店“藏”孤零零地伫立于京都寺町三条商店街。女高中生真城葵偶然地与“藏”店主的儿子家头清贵结识，并开始在“藏”打工。清贵虽然言行举止优雅，但其直觉却敏锐得令人恐惧，被人称为“福尔摩斯”。葵和清贵将一起，受理与客人所带来的古董有关的各种各样的委托。

警官大学教官谷梁，是一位福尔摩斯式的大侦探，人称“神探”。但乍一看去这位神探并没有传说的那样神奇。他相貌平平，不修边幅，有着几分的幽默，爱尝几口佳肴。多年来走南闯北，所到之处总有一件件奇案撞到他的眼中。他也因此而一次次身不由己地介入案情，和他年轻的刑警弟子们相互搭档又彼此较劲，以缜密的推理逻辑，排难析疑，在嬉笑怒骂间，将一个个嫌疑案件逐一侦破，显露出一个中国警官真正的“神探”本色。本剧展现了谷梁所侦破的系列案件中的三个经典案例......

新宿区东侧……极尽混沌的街区中心，是霓虹闪烁的歌舞伎町。光线愈强则暗影愈浓，在恶人潜伏着的黑暗更深处，侦探长屋的灯光长明。哈德森夫人所经营的这间长屋，聚集着各种古怪之人。野心满满的洁癖侦探、迷惑男人的姐妹侦探、落魄刑警大叔侦探、被黑道驱逐的不良侦探……而其中的压轴人物，是酷爱落语的天才侦探夏洛克·福尔摩斯。开膛手杰克引发猎奇杀人的那一夜，舞台拉开了序幕。侦探之间的互相欺骗为纬，夏洛克、华生、莫里亚蒂三方牵制的友情为经……神秘？或是喜剧？无法判别的戏剧就此开演～。

丈夫惊讶地发现，几小时前自杀身亡的妻子身着旧式婚纱再次出现了，她的幽灵带着强烈的复仇欲望在街上徘徊。从迷雾笼罩的莱姆豪斯到被废弃的教堂深处，夏洛克·福尔摩斯（本尼迪克特·康伯巴奇饰）、约翰·H·华生（马丁·弗瑞曼饰）以及他们的朋友不得不想尽办法对付这个“从坟墓里爬出来”的敌人，但最终的真相出乎所有人的意料。