После загадочного убийства матери молодая американка Амелия обнаруживает, что её настоящий отец может быть никто иной, как легендарный Шерлок Холмс. Она отправляется в Лондон, чтобы выяснить правду, и попадает в самый разгар нового дела: доктор Ватсон и миссис Хадсон похищены, а за кулисами снова действует Мориарти.

Шерлок сперва с недоверием воспринимает внезапную новость, но по мере расследования всё больше признаёт в Амелии схожие с ним черты — острый ум, наблюдательность и дерзость. Вместе они распутывают клубок интриг, связанных не только с похищениями, но и с прошлым Амелии, которое, возможно, напрямую связано с самым опасным заговором в Скотленд-Ярде.