È un tranquillo pomeriggio londinese al 221B di Baker Street, quando la signorina Mary Morstan bussa alla porta dell'infallibile Sherlock Holmes. La donna ha bisogno dell'aiuto dello stimato investigatore per ritrovare il padre scomparso qualche anno prima. La polizia conduce ormai da tempo le indagini, ma nuovi dettagli e false piste insorgono continuamente ostacolando il lavoro di Scotland Yard. Il signor Morstan sembra svanito nel nulla e una serie di omicidi costella la strada per trovarlo. Riuscirà Sherlock Holmes a risolvere il caso impossibile?