Дія розгортається в 1884 році у Великій Британії. Прямо у день свого шістнадцятиліття Енола Голмс дізнається, що її мати зникла. Жінка залишила по собі загадковий набір подарунків, але жодної зачіпки про те, куди вона могла подітися. Своєнравна і волелюбна дівчина залишається під опікою своїх братів Шерлока і Майкрофта, які вирішують відправити її в інтернат. Не бажаючи жити в неволі, Енола тікає до Лондона на пошуки матері, але стикається з таємницею, яка загрожує самому існуванню Британської імперії...