Действие происходит в Англии 1884 года, где 16-летняя Энола Холмс сталкивается с исчезновением мамы. Она обращается за помощью к братьям, в том числе к Шерлоку, но получает мало поддержки — её пытаются отправить в женский пансион. Взрослая жизнь кажется ей чуждой, и она решает самостоятельно искать ответы.

Переодевшись мальчиком, чтобы избежать преследования, Энола отправляется в Лондон и встречает молодого виконта, тоже сбежавшего из дома. На фоне тайн и скрытых подсказок развивается история о независимости и поиске своего места в мире.