Sherlock Holmes (Robert Downey Jr.) ficou conhecido por descobrir a verdade sobre mistérios com a ajuda do Dr. John Watson (Jude Law), leal aliado. Desta vez, eles se deparam com uma série de assassinatos e encontram o assassino, chamado Lorde Blackwood. Condenado ao enforcamento, Blackwood revela um novo mistério que espalha pânico por Londres, dando início a uma nova missão da dupla de detetives