由小勞勃道尼(Robert Downey Jr.)所飾演的福爾摩斯(Sherlock Holmes)，一直都是一位絕頂聰明的男人，直到他對上由傑瑞德哈里斯(Jared Harris)所飾演的智慧型犯罪高手 ─ 莫里亞帝教授(Professor Moriarty)。這位教授不僅才智跟福爾摩斯不相上下，而且充滿邪惡、泯滅良知，因此成為福爾摩斯棘手的敵人。

面對奧地利王儲之死，儘管證據跡象都指向為一般的自殺事件，但福爾摩斯卻推論王儲是遭人蓄意謀殺，並且是由莫里亞帝教授所一手策劃。佈下死亡天羅地網的莫里亞帝教授，總是搶先福爾摩斯一步，奧地利王儲之死只是他一樁大陰謀裡的一個小環節，如果陰謀成功，將會改寫歷史。