麥考夫悠閑的坐在家庭影院里，看著都已能倒背如流的老電影。只有在這種時候，他才能暫時忘記煩人的政事和那個不讓人省心的弟弟。突然屏幕上閃現出童年時的影像，父親母親還有弟弟夏洛克，隨后出現四個字“我回來了”。他一下子從座椅上跳了起來，猛然感覺四周是那么詭異。從房間里出來，他抓起依靠在門邊的雨傘，輕輕一抽，露出隱藏在傘骨下的利劍。一個小女孩在黑暗的房間里亂跑，麥考夫始終追不上她。麥考夫強作鎮定，他首先想到的就是妹妹歐羅斯逃出來了。嘴里反復念叨著“不可能”，他不相信妹妹能從“地獄”中逃出來。就在這緊張時刻，夏洛克從門后走了進來。一聲口哨，房間大亮，華生也現身屋中，剛才就是他們在搗鬼。華生在心理醫生的屋內醒來時，歐羅斯就沒了蹤影。他不知道歐羅斯為什么放過他，更不知道歐羅斯到底是不是福爾摩斯家族的成員。夏洛克導演了這場戲，就是試探麥考夫的反應。從麥考夫的反應來看，夏洛克得出三點結論：一、他確實有個叫歐羅斯的妹妹；二、歐羅斯被麥考夫關在某個國家機構；三、麥考夫很怕歐羅斯。

第二天，麥考夫站在貝克街221B房間里。赫德森太太改不了大媽的本性，也想站在門口聽聽這八卦。可這即是國家機密又是家事，麥考夫不希望有外人在場。夏洛克趕走了失望的赫德森太太，卻留下了華生。沒有搭檔在，夏洛克不會接手這個案子。麥考夫無奈，只能坐下來，仔細講起整件事的來龍去脈。

所有事情都起始于家族的老宅馬斯格雷夫莊園，童年時期的夏洛克和父母，大他七歲的哥哥麥考夫，還有比他小一歲的妹妹歐羅斯就住在那里。莊園門口的不遠處立著十幾塊墓碑，但都是空墳，墓碑上的名字和生卒年月都是假的。那時的夏洛克只知道玩海盜游戲，還不明白那些墓碑上的玄機，也不理會一直跟在他身邊的妹妹。歐羅斯在沒有玩伴的環境下成長，慢慢的，認知方面已經遠遠超過了常人的能力。也許是出于孩子間的妒嫉，歐羅斯把夏洛克的寵物狗“紅胡子”藏了起來，以懲罰夏洛克對她的忽視。要想找到“紅胡子”，只有弄明白她自己編寫的一首兒歌。歐羅斯反復的吟唱著，夏洛克卻無法理解，只能在莊園四周徒勞的尋找。直到歐羅斯開始吟唱“淹死的紅胡子”，大家也能大致猜到結果。之后歐羅斯變得更加一發不可收拾，縱火燒毀了莊園，政府只能來人把她帶走。夏洛克幼小的心靈由此受到創傷，性格大變，不再提“紅胡子”，也不再記得妹妹歐羅斯的存在。

這么多年里，麥考夫絕口不提此事。而普通的精神病院無法困住智商超高的歐羅斯，在麥考夫的安排下，他親手將妹妹送進了“地獄”，建在孤島上戒備森嚴的謝林富特秘密監獄。為了安慰父母，他謊稱歐羅斯再次縱火，并死于火場。可他萬萬沒想到，歐羅斯會再次出現在文明社會。剛說到這，房間里響起了歐羅斯的聲音。聲音越來越近，一架無人機從廚房的角落里升起，機載音響里播放著那首夏洛克一直未破解的兒歌，機頂上還有一枚手雷。麥考夫很熟悉這種手雷，正是他授權軍方購入。它的功能就是能感知周圍動靜，一旦有人活動就會引爆。劇烈的火焰伴隨著爆炸聲從貝克街221B的窗口噴出，夏洛克和華生在爆炸前從窗口躍出，只是不知道離房門最近的麥考夫是否安然無恙。

幸好手榴彈并未造成人員傷亡，反倒讓夏洛克更想見見自己的妹妹。麥考夫也決定借這個機會測試謝林富特監獄的安保措施，評估歐羅斯是否有進出的可能性。為此夏洛克不惜劫持漁船，靠近神秘的謝林富特所在的小島。異常接近的漁船馬上引起島上保安的警覺，從船上押下兩人。監獄長一眼就認出其中一人是大名鼎鼎神探夏洛克的搭檔華生醫生，那另一名老船工一定就是喬裝改扮的夏洛克。他命令旁邊的看守前往歐羅斯的監室，加強守衛。

可監獄長只猜對了一半，老船工卸下偽裝，麥考夫的面孔露了出來。而夏洛克化妝成保安模樣，押送著麥考夫和華生進了監獄，現在他正大搖大擺的奉命前去探視自己的妹妹。歐羅斯被關在特殊鋼化玻璃隔離的房間內，背對著入口拉著小提琴。似乎不用回頭看，就知道夏洛克正隔著玻璃看她。對這個多年不見的妹妹，夏洛克沒有太多的感情，只想知道她是如何離開監獄，又重新返回這里。歐羅斯并沒有回答，而是利用夏洛克迫切想知道答案的心理，誘導著夏洛克走向玻璃墻。夏洛克內心很抗拒，可又不得不照做。當走到玻璃隔墻前才發現，根本就沒有玻璃。歐羅斯躍過空玻璃邊框，雙手死死掐在他的脖子上。門外的警衛聽到聲響沖了進來，可他們不是為了解救夏洛克，而為了保護歐羅斯。夏洛克一時愕然，想不明白其中的原因。

華生卻已經知道了答案。他和麥考夫在監獄長辦公室，觀看著對歐羅斯精神鑒定的錄像。監獄長曾委托多名醫生對歐羅斯的精神狀態進行鑒定，可每次交談過后，醫生都像著了魔一樣。最可怕的一次，有名醫生出現幻聽，槍殺家人后自殺。麥考夫知道歐羅斯小時候就有這種能力，從對話中找到弱點并加以利用。隨著年紀越長，這種能力越來越強。其實最可怕的并不是醫生槍殺家人，華生聽出最后一盤錄像里，與歐羅斯對話的人是監獄長，也就是說監獄長已經在歐羅斯的控制之下。監獄長見被識破，立刻按響警報。警衛一擁而入，麥考夫和華生只好束手就擒。歐羅斯不是控制了監獄長，而是控制了整座監獄。

抓住麥考夫和夏洛克陪她玩游戲，這是歐羅斯從小的夢想，現在終于實現了。這個計劃從五年前的圣誕節就開始策劃，而且還多虧麥考夫的幫助。由于歐羅斯的高智商，麥考夫時不時的要向她求助，每次都要回饋禮物。第一次是小提琴，第二次就是五年前的圣誕節與莫里亞蒂不受監視的五分鐘交談。誰都不知道那五分鐘里，他們說了什么，可以想象的是莫里亞蒂之后的行為都是出自歐羅斯的安排。麥考夫和夏洛克不知不覺中一步步走進陷阱，自投羅網。

游戲開始了，夏洛克、麥考夫、華生和監獄長被關進同一個監室。監室的音響里時斷時續傳出一個女孩的聲音，聽內容像是被困在一架行駛的飛機中，其他人都昏睡不醒。夏洛克想幫助她，卻被歐羅斯掐斷了通訊。要想繼續對話，就必須解決第一個問題。監室里有把手槍，夏洛克可以要求麥考夫或者華生殺了監獄長，否則歐羅斯就會殺了監獄長的妻子。

監獄長看到電視屏幕中，自己的妻子被綁在椅子上。他沒有哀求歐羅斯，而是懇求夏洛克盡快動手。麥考夫嚴辭拒絕這種行為，華生本以為自己能狠下心來，可心中的道德準則卻使他無法摳動扳機。監獄長絕望之下，奪過手槍引彈自盡。這并沒有挽救回妻子的性命，歐羅斯仍抬手一槍，子彈正中監獄長妻子的眉心。她要讓監室里的三人明白，道德準則有時毫無用處，反而讓無辜之人死于非命。證明了這個道理后，歐羅斯要求夏洛克撿起地上的槍，到下一處監室繼續參與游戲。

為了給夏洛克一些動力，游戲開始前，歐羅斯再次接通了飛機上小女孩的電話。簡短的對話，只讓夏洛克確認飛機是在黑夜中行駛，去除了半個地球位置。第二個游戲是推理題，有人被桌上擺放的步槍從三百米外射殺，三個嫌疑人正被吊在窗外，窗下是陡峭的懸崖和鯊魚游弋的大海，夏洛克必須在規定時間里找到真正的兇手。華生認出這是把老式步槍，后座力很強。夏洛克由此排除了戴眼鏡的嫌疑人，不然他的臉上應當會留下瞄準鏡擊碎銀鏡造成的傷口。另一人有個酒槽鼻，雙手因長期酗酒而輕微顫抖，不可能在三百米外擊中目標。那剩下的一人就是真正的兇手。

如果在平時，警方會根據夏洛克的分析，進行調查確認后再逮捕兇手。可這一次僅憑一句話，就要結束一個人的生命。在這種情況下，夏洛克也不禁有些猶豫。但為了挽救飛機上的乘客，他還是做出了判決。答案是正確的，不過歐羅斯并不關心誰是兇手。窗外的三人都墜下了懸崖，在她看來，無辜和有罪沒有區別。

在下一個游戲開始前，夏洛克再次與飛機上的小女孩通話，知道了飛機正在向一座燈光閃耀的大城市飛去。如果不及時改變飛機航向，很可能會造成更大的傷亡。可這就要解決下一個謎題，一副棺材。從這副棺材的大小、做工上，夏洛克可以分析出是位女性，而且經濟并不寬裕。棺材蓋的銘牌上刻著“我愛你”，應當是與夏洛克關系不一般。排除了生活奢華的艾琳·阿德勒，那就只剩下一直暗戀夏洛克的茉莉。

這時，監室顯示器的屏幕上現出茉莉家廚房的影像，茉莉正在泡下午茶。歐羅斯在茉莉的家里安放了炸彈，夏洛克必須在三分鐘內讓茉莉說出“我愛你”三個字，否則就引爆炸彈。華生和麥考夫知道茉莉與夏洛克的往事，很清楚夏洛克的冷傲一次又一次傷了茉莉的心。誰都無法保證茉莉會在三分鐘之內，向夏洛克再次吐露心扉。在被拒接后，夏洛克仍不放棄，第二次才接通茉莉的電話。他近乎乞求的口吻，并在茉莉的要求下先說出這三個字，才終于讓茉莉滿懷委屈的說了“我愛你”。聽到這句話，監室里的三人總算松了口氣，屏幕上的倒計時只剩下了兩秒。

茉莉是出于真情說出了“我愛你”，可她也知道不可能和夏洛克在一起，說出這句話對她的精神是巨大的折磨。不論如何，夏洛克贏了這一局，可得到的只是歐羅斯的嘲笑。哪有什么輸和贏，歐羅斯根本沒在茉莉的屋子里安裝炸彈，反倒是夏洛克讓剛走出陰影的茉莉再次陷入痛苦。聽到這話，夏洛克再也按捺不住心中的怒火，將眼前的棺材砸得粉碎。

再憤怒也沒有用，游戲還要繼續。夏洛克和華生相互鼓勵著，走向下一個監室，這一幕被麥考夫看在眼里。第四個游戲更加殘酷，夏洛克手中的槍只有一發子彈，他只能從華生和麥考夫之中選擇一人繼續走下去，另一個人必須死在槍下。麥考夫聞言拋棄了平日的紳士風度，一幅理所當然的樣子讓夏洛克殺了華生這個“蠢蛋”。華生知道之后的游戲只會越來越難，需要高智商，自己只會成為夏洛克的拖累，所以他接受這樣的命運。可夏洛克不會這么想，但也不愿殺了自己的哥哥。因為他心里清楚麥考夫一反常態說這些話，只是為了讓他開槍時能安心，麥考夫已經做好了死的準備。麥考夫自認這些事追根究底是他的錯，是他五年前圣誕節犯下的錯，現在到了贖罪的時候。

五年前莫里亞蒂就曾預測麥考夫會自我犧牲，歐羅斯僅用五分鐘的布置就能讓福爾摩斯家族自相殘殺，夏洛克拒絕接受這樣的結果。他仿效監獄長的決定，把槍口抵在自己的下顎，要改變歐羅斯的游戲規則。歐羅斯的確沒想到夏洛克來這一手，急忙按下按鈕。墻壁中射出麻醉針，夏洛克只覺得后頸刺痛，然后人事不知。

不知過了多久，夏洛克被小女孩的聲音吵醒。耳機里傳來小女孩的呼救聲，從她的話語里夏洛克才知道自己昏迷了幾個小時，屋頂天窗的鐵柵欄上已透出月光。小女孩按夏洛克的要求摸索著走到駕駛室，找到了昏迷的駕駛員。前舷窗外能遠遠看到一條河和一個摩天輪，那一定是泰晤士河，還有“倫敦眼”。要讓小女孩從復雜的儀表中找到無線電向塔臺求救，那是不可能的。此時，夏洛克也無能為力，產生一種沮喪的感覺。

夏洛克環顧四周，只有水泥墻，沒看到華生和麥考夫。他呼喊了幾聲，麥考夫沒有回應，耳機里倒是傳來了華生的聲音。華生在一座井里，腳被鐵鏈鎖著。在井底，華生還找到了一些小骨頭，一時還分辨不出是人還是動物的遺骸。孤島上的監獄怎么可能有井，房間的桌底下還有一個寫著“紅胡子”的食盆，墻縫里隱隱有風吹進來，夏洛克立刻想到絕不可能是在謝林富特監獄。他狠踹水泥墻，墻應聲而倒。這座臨時搭建的木屋外，是家族的老宅，荒廢的馬斯格雷夫莊園。

在夏洛克的一生中，第一個案子就是尋找被妹妹藏起來的“紅胡子”。當年失敗了，如今又要面對同樣的問題，不然死的就是華生。這是歐羅斯第一個，也是最后一個謎題。相同的謎題，相同的兒歌。正當夏洛克百思不得其解時，華生在井底又發現了一些骨頭，并不是狗的骨頭，而是小孩子的頭骨。夏洛克這才想起自己的父親對狗過敏，不可能養狗。麥考夫把“紅胡子”說成是寵物狗的目的，到底是什么？

封存在腦海深處的記憶一點點被發掘出來，夏洛克想起來“紅胡子”是自己最好的玩伴維克多·特雷弗。夏洛克和維克多只顧玩著“紅胡子”和“黃胡子”的海盜游戲，對同齡的妹妹視而不見。在特雷弗被妹妹害死后，夏洛克就修改了自己的記憶，忘記了那段痛心的往事。現在他不允許再失去最好的朋友，夏洛克的大腦極速運轉著，要從兒歌中找到答案。

這時夏洛克想到了門外的墓碑，那些看似混亂的生卒年月，很可能就是密鑰。通過對歌詞編號重組，歐羅斯真實的想法逐漸清晰。童年的歐羅斯就意識到自己正在迷失，曾想向同齡的哥哥求助，卻一直被忽視。在密文的最后，歐羅斯請求哥哥到她的房間拯救她迷失的靈魂。

夏洛克終于明白了，沒有即將墜落的飛機。飛機上的小女孩就是歐羅斯，童年的她孤單的擺弄著手里的玩具飛機，就像那個小女孩一樣高高在上，卻不知何處降落，直至燃油耗盡，最終失去靈魂。夏洛克飛奔回到破落的莊園，沖進歐羅斯的房間。歐羅斯正在那里等著他，等待著結束最后的謎題，解救自己已失落多年的靈魂。

夏洛克及時從井底救出了華生，也在歐羅斯曾經呆過的監室里找到了麥考夫。歐羅斯在雷斯垂德警官的押送下，返回了謝林富特監獄。事情過后，麥考夫免不了被知道真相的父母大罵一頓。夏洛克無法把歐羅斯帶回家，但他能與父母一起到謝林富特探望妹妹。從這件事以后，歐羅斯拒絕開口說話，但這難不倒夏洛克。父親母親和麥考夫坐在玻璃融墻旁，傾聽著夏洛克與歐羅斯用小提琴聲交流。只有這樣，才能彌補歐羅斯童年失去的關愛，彌補她缺失的靈魂。

貝克街221B號經過重新裝修后，再次開業。為了恢復原貌，夏洛克還不忘在墻上開幾個槍眼。除了雷斯垂德外，茉莉也成了這里的常客。在照顧女兒蘿絲之余，華生又加入了夏洛克充滿冒險的生活。就像瑪麗生前希望的那樣，夏洛克和華生彼此扶持著，為這個罪惡的世界留下一線希望。