犯罪界的拿破仑莫里亚蒂教授抢劫银行巨款后逃到纽约，福尔摩斯受托前往纽约会他的老对手。在纽约，他遇到了已是单身母亲的艾琳·艾德勒，往事在追忆中令观众颤抖……经过从未有过的艰辛斗争，莫里亚蒂教授再次覆灭，福尔摩斯赢得了胜利，在一翻激烈的思想斗争之后，福尔摩斯与华生这两个单身汉又怎么来的就怎么回伦敦去了 。