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ホームズには、『アイアンマン』の世界的大ヒットが記憶に新しいロバート・ダウニー・Jr。ジョン・ワトソン医師には、『ホリデイ』の演技派ジュード・ロウ。アイリーン・アドラーには、『きみに読む物語』のレイチェル・マクアダムズ。ホームズの宿敵ブラックウッドには、『ワールド・オブ・ライズ』のマーク・ストロング。監督は、『スナッチ』のガイ・リッチー。製作は、『マトリックス』三部作のジョエル・シルバーと、『ハリー・ポッター』シリーズの二作を手がけたライオネル・ウィグラム。
2010年、すべてが新しい、これが本当のシャーロック・ホームズだ！

世界のどこへ行っても、史上最高の名探偵は誰かと聞けば、“シャーロック・ホームズ”という答えが返ってくるだろう。19世紀後半に誕生して以来、今も変わらず愛され続けている名探偵が、映画になってやって来る。しかし、本作で私たちが出会うのは、初めてのシャーロック・ホームズだ！
超人的な観察力、記憶力、推理力を備えた最高の頭脳はそのままに、新しいホームズは、ときには拳の力で真相を突き止める。驚くべきことに彼は、熟練した武術家でもあるのだ。犯罪との戦いでは、完璧な理論と科学的な根拠はもちろん、格闘能力も武器になる。

前代未聞の大事件の勃発に人々がパニックに陥る中で、ホームズだけは胸を躍らせていた。過去の事件は簡単すぎた。遂に最大の謎に挑めるときが来たのだ。しかもホームズには優秀な相棒、ジョン・ワトソン医師がいる。しばしば暴走してしまう天才ホームズと、冷静かつ常識的に行動するワトソン。正反対のふたりはケンカが絶えないが、厚い信頼と友情で結ばれている。
最高の頭脳が、最大の事件に、最強のコンビで挑む。果たして、勝負の行方は──？

舞台は19世紀末、ロンドン。進歩する世界の中心地であり、あらゆる悪がはびこるこの街で、事件が発生した！　若い女性が次々と不気味な儀式を思わせる手口で殺され、ロンドン警視庁は解決の糸口さえつかめない。またひとりの女性が殺される寸前に、シャーロック・ホームズ（ロバート・ダウニー・Jr．）とワトソン（ジュード・ロウ）が駆けつけ彼女を救い、犯人の正体を暴くが…