Sherlock Holmes sempre foi o homem mais inteligente do pedaço... até agora. Existe um novo e maior gênio do crime - Professor Moriarty (Jared Harris) - e ele não apenas é igual a Holmes intelectuamente, mas sua capacidade para o mal, aliada a uma completa falta de consciência, podem realmente dar-lhe uma vantagem sobre o famoso detetive.
Quando o príncipe herdeiro da Áustria é encontrado morto, a prova, interpretada pelo Inspetor Lestrade (Eddie Marsan), aponta para suicídio, mas Sherlock Holmes deduz que o príncipe tenha sido vítima de um assassinato – um assassinato que é apenas uma peça de um quebra-cabeça maior e muito mais portentoso, desenhado pelo professor Moriarty.
Misturando negócios com prazer, Holmes segue as pistas até um clube subterrâneo, onde ele e seu irmão, Mycroft Holmes (Stephen Fry) estão brindando a última noite de solteiro do Dr. Watson. É lá que Holmes encontra Sim (Noomi Rapace), uma cartomante cigana, que vê mais do que diz e cujo o envolvimento inconsciente no assassinato do príncipe faz com que ela seja o próximo alvo do assassino.
Holmes consegue salvar sua vida e ela, com relutância, concorda em ajudá-lo em troca.
A investigação torna-se cada vez mais perigosa a medida que leva Holmes, Watson e Sim através do continente, da Inglaterra para a França, depois para a Alemanha e, finalmente, para a Suíça. Mas o astuto Moriarty está sempre um passo à frente e constrói uma teia de morte e destruição - tudo parte de um plano maior que, se bem sucedido, irá mudar o curso da história.
A primeira produção dessa franquia, mesmo com sua singularidade, não empolgou os espectadores. Já esta, mostra que os realizadores fizeram seu homework e aprimoraram os erros cometidos na anterior, adicionando mais tempero. A direção deGuy Ritchie imprime maior confiança. Para quem conhece seus filmes de assinatura (como Snatch e Jogos e Trapaças), sabe que o primeiro Sherlock Holmes não fez justiça ao talento e no estilo underground do cineasta. Já neste, Ritchie mostra sua identidade e aplica na narrativa traços dela (narrativas em off, diálogos afinados, montagem linear fragmentada).
