大侦探福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 Robert Downer Jr. 饰）即使在置人于死地之时也异常的逻辑清晰，然而办案时有条不紊的他在私底下的生活中简直就是个“怪胎”，至少在他的助手华生医生（裘德·洛 Jude Law饰）眼中他是这样一个人。他们亲手绳之以法的“黑暗巫师”布莱克大人（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）在临死前说死亡即是开始，随后艾琳·艾德勒（瑞秋·麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰）出现在他的身边要他帮忙找个失踪的人，而她身边有个影子般可怕人物。坊间传说黑暗巫师已经复活，他的墓地遭到破坏，而躺在棺材里的人另有其人。又到了大侦探福尔摩斯出马的时候了，然而调查过程从一开始就险象环生，助手华生医生在调查中更是险些丧命，福尔摩斯也陷入连串的迷团之中。

亚瑟（查理·汉纳姆 Charlie Hunnam 饰）的父亲乌瑟王在他年幼时即惨遭杀害，叔叔沃帝根（裘德·洛 Jude Law 饰）篡夺了王位，亚瑟不仅被剥夺了王位继承权，他甚至不知道自己的出身背景与皇家血统，失去父母的他独自一人流落街头，在弱肉强食的街头中长大，也因此深刻体认了暴政下人民的痛苦。 国王沃帝根用极强大的力量压制人民，只因石中剑的预言让他的心理感到强烈的不安。而就在亚瑟奋力拔起石中剑的那一刻，他的人生从此出现转折，重大天命加诸在他身上，王者天生，尽管那不是他企求而来的权力，但是亚瑟与沃帝根之间终需一战。

故事发生在1963年的德国，时值冷战期间，德国女汽车技师嘉比 的父亲是一位精通核武器的专家，最近，有证据表情他正在帮助纳粹制造核武器，来达到统一全人类的邪恶野望。拿破仑 是CIA的特工，他曾经犯过的错误让他的仕途岌岌可危，他必须做出点成绩来证明自己并非无用之才。伊利亚 是苏联国家安全委员会特工，他的父亲被政府打上了贪污分子的烙印，为了摆脱父亲带给自己的不良影响，伊利亚必须比其他人更加努力。这样的两个人都想要赶在对方之前将核弹大师捉拿归案。

在古老传说和魔法相互碰撞的魔力时代，某神秘组织唯一幸存的一名武士（由奥斯卡影帝杰夫·布里吉斯扮演）经四处巡游找到了预言中天赋异能的英雄——最后的第七子（由本·巴恩斯扮演）。这位起于田亩、与英雄形象相去甚远的年轻人在身经百战的师父的陪同下，开启了征服黑暗女王（朱丽安·摩尔扮演）和其手下具有超自然力量的刺客军团的勇敢之旅。

奥地利皇储突然自杀案件，让沉寂6个月的福尔摩斯 再次启动。这次，福尔摩斯有了一个强有力的对手——智力上与福尔摩斯相当的莫里亚蒂教授。为了调查清楚皇储的自杀案件，福尔摩 斯与华生，在吉普赛占星师西姆 的帮助下，和莫里亚蒂展开了在整个欧洲大陆上的较量，从英国到法国、德国……虽然被称为最聪明的人，但是莫里亚蒂教授仿佛能预知福尔摩斯的行踪，都能先一步福尔摩斯逃之夭夭。莫里亚蒂教授死亡名单上的人一个个被抹杀，历史可能就此被改编，面对如此强大的对手，福尔摩斯如何应对？

小罗伯特·唐尼和裘德·洛回归继续饰演福尔摩斯和华生。