Геніальний детектив Шерлок Холмс (Джонні Лі Міллер) повернувся до Нью-Йорка після кількох років життя в Англії, де він консультував Скотланд-Ярд. Він повернувся в Америку з двох причин: пристрасть до наркотиків і якась жінка.
Шерлок Голмс пропонує свої послуги детектива-консультанта своєму старому знайомому - капітану нью-йоркської поліції Тобіасу Ґреґсону (Ейдан Квінн). Знаючи про видатні здібності Холмса, капітан Грегсон приймає його пропозицію.
У Шерлока напружені стосунки з батьком, який намагається умовити його пройти курс реабілітації. Холмс старший наймає колишнього хірурга доктора Джоан Ватсон (Люсі Лью), щоб та оселилася в Брукліні в одному будинку з Шерлоком і допомогла йому повернутися до нормального життя. Однак незабаром після знайомства з Холмсом Ватсон виявляється втягнутою в розслідування чергової заплутаної справи - смерті людини внаслідок невдалого пограбування будинку.