Als der Kronprinz von Österreich tot aufgefunden wurde, wiesen alle Beweise laut Inspektor Lestrade (Eddie Marsan) auf Selbstmord hin. Doch Sherlock Holmes (Robert Downey Jr.) kommt zu dem Schluss, dass der Thronfolger ermordet wurde, und dieser Mord — nur ein kleiner Ein von Professor Moriarty (Jared Harris) geschaffenes Mosaikstück ist in der Tat viel grandioser und finsterer. Die Ermittlungen sind noch gefährlicher und führen Holmes, Watson (Jude Law) und ihren unfreiwilligen Verbündeten Gypsy Sim (Numi Rapas) quer durch Europa, von England nach Frankreich, dann nach Deutschland und schließlich in die Schweiz. Aber der heimtückische Moriarty ist immer einen Schritt voraus, er webt ein Netz aus Tod und Zerstörung, das Teil seines großen Plans ist, dessen Erfolg den Lauf der Geschichte verändern wird.