فیلم یک ماجراجویی معمایی است که بر اساس مجموعه کتاب‌های نانسی اسپرینگر ساخته شده. داستان فیلم درباره انولا هولمز خواهر جوان شرلوک هولمز کارآگاه معروف، است. انولا هولم خواهر کوچک‌تر شرلوک هولمز، در شانزدهمین سالگرد تولدش از ناپدید شدن ناگهانی مادرش شوکه می‌شود. برادرانش، مایکرافت و شرلوک، تصمیم می‌گیرند او را به مدرسه شبانه‌روزی بفرستند، اما انولا با استفاده از سرنخ‌هایی که مادرش به جا گذاشته، فرار می‌کند و به لندن می‌رود. در مسیر با ویسکانت تکس‌بری یک لرد جوان که در خطر است، آشنا می‌شود و تصمیم می‌گیرد او را...