故事發生在1884年的英國伊諾拉（米莉·博比·布朗 Millie Bobby Brown 飾）正準備迎接自己的16歲生日哪知道在這一天她的母親（海倫娜·伯翰·卡特 Helena Bonham Carter 飾）失蹤了大名鼎鼎的名偵探夏洛特福爾摩斯（亨利·卡維爾 Henry Cavill 飾）和麥考夫（山姆·克拉弗林 Sam Claflin 飾）成為了伊諾拉的監護人面對古靈精怪不受控制的妹妹兩個男人一門心思的想要將她送到專門培養“淑女”的寄宿學校中就讀伊諾拉哪會這樣乖乖受人擺布一言不合之下她選擇了離家出走只身一人前往倫敦尋找母親的下落在旅途中伊諾拉被卷入了一個非常神秘的案件之中她化身成為偵探和自己的哥哥展開了斗智斗勇的較量