奥地利皇储突然自杀案件，让沉寂6个月的福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）再次启动。这次，福尔摩斯有了一个强有力的对手——智力上与福尔摩斯相当的莫里亚蒂教授（杰瑞德·哈里斯 Jared Harris 饰）。为了调查清楚皇储的自杀案件，福尔摩 斯与华生（裘德·洛 Jude Law 饰），在吉普赛占星师西姆（劳米·拉佩斯 Noomi Rapace 饰）的帮助下，和莫里亚蒂展开了在整个欧洲大陆上的较量，从英国到法国、德国……虽然被称为最聪明的人，但是莫里亚蒂教授仿佛能预知福尔摩斯的行踪，都能先一步福尔摩斯逃之夭夭。莫里亚蒂教授死亡名单上的人一个个被抹杀，历史可能就此被改编，面对如此强大的对手，福尔摩斯如何应对？
约翰·卡拉辛斯基,娜塔莉·波特曼,艾莎·冈萨雷斯,多姆纳尔·格里森,卡门·艾乔戈,斯坦利·图齐,拉兹·阿隆索,阿里安·穆阿耶德,米迦勒·埃普,丹尼尔·德·博格,拉塞尔·巴洛格,本杰明·奇夫斯,帕布罗·迪斯卡,唐尼·巴克斯特,乔·厄克特,史提夫·特兰,Edith Bukovics,Simon Shorten,Andrew Fagan,Beth Graham,Luke Hughes
黄海冰,张冬,李子雄 Waise Lee,陈晓雪,阿萨,王辉,路一萍,邓凯匀,訾富尔
王珞嘉,李恰,李栗,李博
成龙,王班,拉尔夫·马基奥,温明娜,赛迪·斯坦利,瓦耶特·奥莱夫,香奈特·芮妮·威尔逊,乔舒亚·杰克逊,阿拉米斯·奈特,Jennifer-Lynn Christie,Emile Pazzano
安德里亚·安德拉德,Morgan Alexandria,Wisdom Allah
吉娜·格申,约翰·特拉沃尔塔,卢卡斯·哈斯,凯莉·格蕾森,娜塔莉·由拉,乔尔·科恩,丹尼尔·路易斯·里瓦斯,Demián Castro,Danny Pardo,Abigail Spear