En Londres, en 1913 y poco antes de comenzar la Primera Guerra Mundial, un Sherlock Holmes ya anciano y al borde del retiro, investiga una serie de misteriosos asesinatos. En el camino, se reencontrará con Irene Adler, la mujer de su vida, y desmantelará un complot alemán para masacrar a la población británica con un gas letal que deja una macabra mueca sonriente en el rostro.