Энола Холмс (Милли Бобби Браун) выросла в тени своих старших братьев Шерлока (гораздо менее скрюченного, чем в книгах: Генри Кэвилла) и Майкрофта (Сэм Клафлин) — но все еще воспитывалась заботливой матерью Юдорией (Хелена Бонэм Картер) хорошо подготовленная, чтобы пробиться через викторианскую Англию в молодости. Но затем Юдория исчезает (очевидно) без следа утром 16-го дня рождения Энолы. Так что, к лучшему или к худшему, ее трудолюбивым братьям придется вмешаться...
Традиционно мыслящий Майкрофт хотел бы поместить свою нетрадиционно воспитанную младшую сестру в школу-интернат для девочек, но Энола с этим не мирится. Она обнаруживает, что мать оставила ей кучу денег, и, переодевшись мальчиком, убегает искать Юдорию в одиночку. В поезде в Лондон она встречает еще одного беглеца, разбивающего ее планы: юный лорд виконт Тьюксбери, желающий занять свое место в Палате лордов в столице, чуть не выбит из движущегося поезда иностранным нападающим...