Robert Downey Jr. da vida al legendario detective retratándole desde una perspectiva nueva. Jude Law interpreta el papel de Watson, el amigo y colega de confianza de Holmes. Watson es un médico y veterano militar y un formidable aliado de Sherlock Holmes. Rachel McAdams protagoniza el papel de Irene Adler, la única mujer que ha podido dar réplica a Holmes y que ha mantenido unas relaciones tempestuosas con el detective. Mark Strong es Blackwood, su misterioso nuevo adversario. Kelly Reilly interpreta el papel de la novia de Watson, Mary.

En Sherlock Holmes, un retrato nuevo y dinámico de los famosos personajes de Conan Doyle, Holmes y su incondicional amigo Watson se enfrentan a un nuevo desafío. Demostrando unas habilidades para luchar tan letales como su legendario intelecto, Holmes librará una gran batalla para derrotar a su nuevo enemigo y abortar un plan demoníaco que podría destruir el país.