Ünlü dedektif Sherlock Holmes’un küçük kız kardeşi Enola Holmes, bir gün annesinin ortadan kaybolduğunu fark eder. İçgüdüleri ona, bu gizemi çözebilecek tek kişinin kendisi olduğunu söyler.
Zeki, kurnaz ve cesur Enola, iki ağabeyi onu yatılı okula göndermek isteyince aile malikânesinden kaçar. Hem annesinin izini sürmeye hem de kaybolan başka insanları bulmaya kararlıdır. Ancak bu maceralar, onu sık sık Londra’nın karanlık sokaklarında, tehlikenin tam ortasında bırakacaktır.
 
Enola, annesinin ortadan kayboluşunun gizemini çözerken iki ağabeyinden kaçmayı da başarabilecek mi?