یک متقلب در بازی ورق، تهدید می‌شود که اگر به یک تشکیلات جنایی نپیوندد، دستش رو خواهد شد؛ تشکیلاتی که شرلوک هلمز معتقد است توسط پروفسور موریارتی هدایت می‌شود.

هلمز که در ساسکس بازنشسته شده است، زمانی به آخرین پرونده‌اش کشیده می‌شود که دشمن دیرینه‌اش موریارتی با یک باند آمریکایی برای قتل شخصی به نام جان داگلاس تبانی می‌کند؛ نجیب‌زاده‌ای روستایی که گذشته‌ای مرموز دارد. روش‌های هلمز باعث سردرگمی واتسون و لسترید می‌شود، اما نتایج کار او آن‌ها را شگفت‌زده می‌کند. در یک فلاش‌بک طولانی، همسر مقتول داستان دره وحشتناک ورمی‌سا را روایت می‌کند.