I juni 1916, midt under den pågående verdenskrigen, er Dr. John H. Watson, M.D., dypt involvert i å behandle de sårede på heltid. Men en dag blir hans arbeidsro brutt av et uventet besøk; Sherlock Holmes står foran døren, skadet med et sort øye, en manglende tann og et brukket ribbein. Den historien Holmes har å fortelle, vil utløse en rekke hendelser som vil forandre verden og sette i gang den mest betydningsfulle saken i detektivs liv. Midt i et opprør i Irland og en revolusjon i Russland, hemmeligholder Tyskland en plan for å vinne krigen. Sir William Melville fra den britiske etterretningstjenesten sender de to aldrende vennene på en oppdrag for å avdekke hva planen går ut på, før den kan iverksettes. I jakten på en mystisk, kodet telegram sendt fra Berlin til en ukjent mottaker i Mexico, må Holmes og Watson krysse Atlanteren, unnslippe tyske ubåter og mordforsøk, samt navigere i intrigene til unge J. Edgar Hoover. For å lykkes, trekker de også inn en vakker og eksentrisk sosialite fra Washington i sitt forsøk på å stoppe Holmes' nemesis.