Enola Holmes (Millie Bobby Brown) ที่ตอนนี้พำนักอยู่ที่กรุงลอนดอนและพยายามหาเลี้ยงตัวเองด้วยการเปิดสำนักงานนักสืบเอกชนจากผลงานวีรกรรมเก่าที่ได้ไขคดีของ Lord Tewkesbury (Louis Partridge) แต่เมื่อโลกนี้ยังมี Sherlock Holmes (Henry Cavill) สำนักงานของเธอจึงล้มไม่เป็นท่าเพราะเงาของพี่ชายกว้างใหญ่เกินไป แล้วเมื่อกำลังจะหาอะไรทำใหม่ Enola ก็ได้รับการว่าจ้างจากสาวน้อยคนหนึ่งให้ตามตัว Sarah Chapman (Hannah Dodd) พี่สาวที่หายตัวไปอย่างเป็นปริศนา Enola จึงเริ่มสืบที่โรงงานผลิตไม้ขีดไฟที่ Sarah ทำงานและเดินตามร่องรอยปริศนาที่ถูกทิ้งไว้ไปจนพบกับ William Lyon (Gabriel Tierney) หนุ่มผู้ดีที่เป็นคนรักของ Sarah ในขณะเดียวกัน Sherlock นักสืบชื่อก้องโลกก็กำลังหัวจะปวดกับคดีใหม่ที่เขายังไขไม่ได้เพราะคล้ายกับเกมที่เขาถูกปั่นหัว จนเมื่อสองพี่น้อง Holmes สืบคดีของตัวเองที่ Enola สืบจากเรื่องส่วนบุคคลและ Sherlock สืบจากภาพใหญ่มาบรรจบกันว่าเป็นคดีเดียวกัน สองพี่น้อง Holmes จึงต้องร่วมกันไขคดีที่แน่นอนว่าต้องได้แต่จะได้ยังไงก็น่ารักน่าลุ้น