オーストリア皇太子が自殺する事件が起きるも、シャーロック・ホームズ(ロバート・ダウニー・Jr)は皇太子が暗殺されたと推測。事件の謎を解くため社交クラブに潜入したホームズは、ジプシーの占い師シム(ノオミ・ラパス)と出会うが、シムは事件の手掛かりを知ったことで暗殺事件の首謀者モリアーティ教授(ジャレッド・ハリス)に狙われてしまい……。
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