Después del éxito de su primer caso, Enola Holmes (Millie Bobby Brown) sigue los pasos de su popular hermano, Sherlock (Henry Cavill), abriendo su propia agencia, descubriendo que la vida como mujer detective a sueldo no es tan fácil como parece. Resignada a aceptar la realidad como adulta. A punto de cerrar el negocio cuando una joven cerillera sin dinero le ofrece a Enola su primer trabajo oficial: encontrar a su hermana desaparecida.

Enola Holmes, una intrépida joven que busca a su madre, utiliza su brillante instinto investigador para superar a su hermano Sherlock y ayudar a un lord en su fuga.