İngiltere, 1884 - değişimin eşiğinde bir dünya. Enola Holmes (Millie Bobby Brown), 16. yaş gününün sabahı uyandığında annesinin (Helena Bonham Carter) ortadan kaybolduğunu ve ardında tuhaf hediyeler bırakarak, nereye ve neden gittiğine dair hiçbir ipucu bırakmadığını öğrenir. Özgür ruhlu bir çocukluktan sonra, Enola aniden kendini kardeşleri Sherlock (Henry Cavill) ve Mycroft'un (Sam Claflin) bakımı altında bulur, ikisi de onu "uygun" genç bayanlar için bir bitirme okuluna göndermeye karar verir. İsteklerini yerine getirmeyi reddeden Enola, Londra'daki annesini aramak için kaçar. Ancak yolculuğu, genç bir kaçak Lord'u (Louis Partridge) çevreleyen bir gizeme bulaştığında, Enola başlı başına bir süper dedektif olur ve tarihin akışını değiştirmekle tehdit eden bir komployu ortaya çıkarırken ünlü kardeşini alt eder.