כאשר גופה מתגלה בעוגת יום ההולדת של שרלוק הולמס בחגיגה הנערכת עבורו בארמון בקינגהאם, הוא ועוזרו ווטסון חושדים באויבם המושבע, הגאון המרושע פרופסור ג'יימס מוריארטי. בעוד החקירה שלהם מסתבכת, הולמס & ווטסון ניצבים בפני האיום הגדול ביותר על השותפות שלהם. הבלש המומחה ושותפו הנאמן צריכים להישאר מאוחדים כדי למצוא את הרוצח וכדי להציל את המלכה ובדרך להשיב את מעמדם כצמד הבלשים הטוב ביותר בעולם, במידה והחקירה לא תפריד ביניהם קודם.