1891 წელს ირენ ადლერს (რეიჩელ მაკადამსი) დოქტორ ჰოფმანშტალთან მიაქვს ამანთი - იმ წერილის სანაცვლოდ, რომელიც მას უნდა გადმოეცა. ჰოფმანშტალი ხსნის ამანათს, რითაც ამოქმედდება ასაფეთქებელი მოწყობილობა. ჰოლმსი, რომელიც იქვე აღმოჩნდება, იღებს წერილს და ასაფეთქებელს აფეთქებს ძველ სარკოფაგში. მოგვიანებით იგი ჰოფმანშტანლს მკდარს პოულობს. ადლერი ხვდება პროფესორ მორიარტის. მას სურს, დაადგინოს, თუ რატომ მოხდა ეს, მაგრამ მორიარტი მას სწრაფმოქმედი ტუბერკულოზის გამოწვევი შხამით წამლავს.
მოგვიანებით ექიმი უოტსონი ეწვევა ჰოლმსს, რომელიც იძიებს მკვლელობათა მთელ სერიას - ერთმანეთთან საეჭვო კავშირში მყოფ მკვლელობებს, ტერორისტულ შეტევებსა და ბიზნეს მაქინაციებს, რომლებიც უკავშირდება მორიარტის. უოტსონის ქორწილში ჰოლმსი გაიცნობს ბოშა სიმზას, რომელიც იყო წერილის ადრესატი (რომელიც თავის მხრივ, მას გამოუგზავნა ძმამ, რენემ). ჰოლმსი აჩერებს მკვლელს, რომელიც სიმზას მისდევს, მაგრამ სიმზა ამასობაში ქრება. უოტსონისა და მერის ქორწილის შემდეგ ჰოლმსი პირველად ხვდება მორიარტის. იგი შერლოკს ამცნობს, რომ სწორედ მან მოკლა ადლერი და მოკლავს უოტსონს და მერისაც, თუკი ჰოლმსი განაგრძობს საქმის გამოძიებას.
მორიარტის გარემოცვა თავს ესხმის უოტსონსა და მერის, როდესაც ეს ორეული საქორწინო მოგზაურობაში მატარებლით მიემგზავრება. ჰოლმსი, რომელიც მათ მისდევს, მერის მატარებლიდან მდინარეში აგდებს, საიდანაც მას შერლოკის ძმა, მაიკროფტი ამოიყვანს. მორიარტის ხალხის განადგურების შემდეგ ჰოლმსი და უოტსონი პარიზში, სიმზას ეძებენ. მას შემდეგ, რაც მას პოულობენ, ჰოლმსი უამბობს სიმზას, რომ რენე მორიარტიზე მუშაობს და სიმზა ერთ-ერთი სამიზნეა. სიმზას ისინი მიჰყავს ანარქისტული დაჯგუფების შტაბ-ბინაში, რომლის წევრიც მანამდე ადრე რენესთან ერთად იყო. ისინი დაადგენენ, რომ ანარქისტები იძულებულები იყვნენ, მორიარტისათვის ბომბები დაემზადებინათ.
სამეული ჰოლმსის გამოძიების მიხედვით დაადგენს, რომ ერთ-ერთი ბომბი პარიზის ოპერაშია, თუმცა ჰოლმსი აღმოაჩენს, რომ იგი არასწორი გზით წაიყვანეს და ბომბი სინამდვილეში ახლოს მდებარე სასტუმროშია. ამოქმედებული ბომბი ანადგურებს მთელ რიგ ბიზნესმენებს. ჰოლმსი დაადგენს, რომ ეს იყო მხოლოდ მაინჰარტის (ერთ-ერთი დამსწრე ბიზნესმენის) მკვლელობის დაფარვის საბაბი - რომელიც აფეთქების დროს გასროლით მოკლა სებასტიან მორანმა, მორიარტის მიერ დაქირავებულმა მსროლელმა. ამრიგად მორიარტის მფლობელობაში მაინჰარტის გარდაცვალების შემდეგ რჩება გერმანიაში მდებარე იარაღის ქარხანა. ჰოლმსი, უოტსონი და სიმზა გერმანიაში მიემგზავრებიან და ცდილობენ, რენეს წერილებში თავსატეხის ამოხსნა მოიძიონ.
ქარხანაში მორიარტი იჭერს და აწამებს ჰოლმსს, უოტსონი კი მორანს ებრძვის. მორიარტისგან ცნობილი ხდება, რომ მას დიდი წვლილი აქვს კომპანიებში, რომლებიც აწარმოებენ საომარ ტექნიკას და მისი გეგმაა მსოფლიო ომის დაწყება. ამასობაში უოტსონი იყენებს დიდ ზარბაზანს, რათა გაანადგუროს შუქურა, რომელშიც მორანი იმალება. შუქურა ემხობა საწყობზე, რომელშიც მორიარტი და ჰოლმსი იმყოფებიან. უოტსონი, სიმზა და დაჭრილი ჰოლმსი ერთმანეთს პოულობენ და მატარებლით გარბიან. ჰოლმსი დაადგენს, რომ მორიარტის უკანასკნელი სამიზნე იქნება მშვიდობიანი სამიტი, რომელიც შვეიცარიაში გაიმართება - რითაც დაგეგმილია დიდი სკანდალის აგორება
სამიტზე ჰოლმსი სიმზას უამბობს, რომ რენე ერთ-ერთი მკვლელია, მაგრამ იერი, ჰოფმანშტალის ქირურგიული მეთოდების დახმარებით, შეცვლილი აქვს და ერთ-ერთ ელჩად არის გადაცმული. უოტსონი და სიმზა ეძებენ რენეს, ამასობაში კი ჰოლმსი და მორიარტი აივანზე ერთმანეთს ხვდებიან. რენეს აჩერებენ, მაგრამ მას მორანი კლავს. ჰოლმსი მორიარტის გაანდობს, რომ მან, გერმანიაში ყოფნისას, მისი პირადი დღიური მოიპარა (რომელშიც მორიარტის გეგმები და ფინანსური მონაცემები ეწერა) და იგი ყალბით ჩაანაცვლა. ორიგინალი გაიგზავნა ლონდონში, მერისთან, რომელმაც დღიურში მოცემული კოდები ამოხსნა - იმ წიგნის დახმარებით, რომელიც შერლოკმა ლონდონში, მორიარტის კაბინეტში აღმოაჩინა. მერიმ ეს ინფორმაცია ინსპექტორ ლესტრეიდს გადაუგზავნა, რომელმაც შეაჩერა მორიარტის აქტივები, რითაც იგი ფინანსურად დააზარალა. ჰოლმსი და მორიარტი ერთმანეთს ფიზიკურად უპირისპირდებიან, მაგრამ ორივე ხვდება, რომ მორიარტი გაიმარჯვებს, ვინაიდან ჰოლმსს ხელს უშლის მხრების დაზიანებული არე. ჰოლმსი ხელს სტაცებს მორიარტის და ორივე აივნის მიღმა, ჩანჩქერში ეშვება.
მორიარტისა და ჰოლმსის გვამებს ვერ პოულობენ. საბოლოოდ ორივე დაღუპულად ითვლება. ჰოლმსის სიმბოლური დასაფლავების შემდეგ, უოტსონი და მერი საბოლოოდ ემზადებიან თაფლობის თვის გასატარებლად. უოტსონი საბეჭდ მანქანაზე კრიფავს თავისი მოგონებების ჩანაწერებს. უკანასკნელ სტრიქონზე იგი წერს - „დასასრული". ამ დროს იგი ფოსტით მიიღებს სასუნთქ აპარატს, რომელსაც ჰოლმსი სამიტამდე იყენებდა. უოტსონი მიხვდება, რომ ჰოლმსი ცოცხალია და გარბის ფოსტალიონის მოსაძებნად. ამასობაში ჰოლმსი, რომელიც შენიღბული იყო, როგორც სავარძელი, დგება და უოტსონის ტექსტის ბოლოს დასმულ სიტყვას „დასასრული" ამატებს კითხვის ნიშანს.
რობერტ დაუნი უმცროსი - შერლოკ ჰოლმსი
ჯუდ ლოუ - ექიმი ჯონ უოტსონი
ნუმი რაპასი - სიმზა ჰერონი
ჯერედ ჰარისი - პროფესორი მორიარტი
სტივენ ფრაი - მაიკროფტ ჰოლმსი
კელი რეილი - მერი მორსტენ-უოტსონი
რეიჩელ მაკადამსი - ირენ ადლერი
ედი მერსენი - ინსპექტორი ლესტრეიდი
ჯერალდინ ჯეიმზი - მისის ჰადსონი
პოლ ანდერსონი - სებასტიან მორანი
