En Inglaterra, a fines del siglo XIX, Tras la misteriosa desaparicion de su padre, Mary empieza a recibir valiosas perlas de un remitente desconocido. Despues de un prolongado silencio, el generoso personaje da senales de vida y quiere que Mary se reuna con el. La joven pide ayuda a Sherlock Holmes para que la acompane. El desconocido resulta ser Thaddeus Sholto, hijo de un buen amigo del padre de Mary. Thaddeus y su hermano han estado buscando, durante seis anos, un gran tesoro que su padre escondio antes de morir. Por fin, tras un gran esfuerzo, han encontrado el tesoro, que, siguiendo las voluntades de su padre, deben compartir con Mary. Cuando llegan a la residencia de los Sholto, el hermano de Thaddeus ha sido asesinado y el tesoro robado. Ennuye par le manque d'enquetes, Sherlock Holmes s'adonne a la consommation de drogues pour s'occuper, ainsi qu'a diverses activites ennuyeuses, sous le regard de son colocataire, le docteur John Watson. En 1888, une jeune cliente blonde, Mary Morstan, debarque chez Holmes, et lui demande de l'aide. Elle lui explique qu'elle est gouvernante, et que c'est sa patronne qui lui a conseille de venir ici. Watson tombe sous le charme de la jeune femme qui expose son probleme: son pere, navigateur dans les Indes, est decede environ dix ans auparavant (disparu le 3 decembre 1878). Or, elle recoit, depuis six ans, et a cycle regulier, des perles de grande valeur. Et ce meme jour lui est parvenu une enveloppe ou un anonyme lui demande de venir a un rendez-vous, accompagnee si elle le souhaite, mais pas d'un policier. Holmes accepte de l'aider et, epaule de Watson, accompagne Mary audit rendez-vous. Ils decouvrent sur place que l'anonyme est le fils d'un ancien ami et collegue du capitaine Morstan. Celui-ci revele que leurs peres avaient decouvert un tresor de cinq cent mille livres, mais que ni le tresor ni les bijoux n'ont ete partages avec la fille de Morstan. L'homme explique enfin que son frere a decouvert le coffre hier, cache dans leur maison. Mais arrives sur les lieux, ils constatent la mort du frere et la disparition du coffre. Holmes et Watson commencent alors un dangereux periple qui les menera jusqu'a une course poursuite folle sur la Tamise..."