21世紀、陸軍の軍医としてアフガン戦争に従軍したジョン・ワトソンは、戦傷によりイギリス本国に送還され、トラウマを抱えたままロンドンで苦しい生活を送っていた。そんな中、研修生時代の古い知り合いと出会い、自分と同じくルームメイトを探しているらしいシャーロック・ホームズという変わった男を紹介される。頭脳明晰なシャーロックは、スマートフォンやGPSといった現代の技術を駆使し、周囲の人々を戸惑わせながらもその天才的なひらめきと推理力でジョンと共に数々の事件を解決していく。