Enola Holmes, germana petita del famós detectiu Sherlock Holmes, decideix viatjar fins a Londres disposada a trobar alguna pista que la condueixi fins a la seva mare, desapareguda recentment. No obstant això, ningú pot preparar-la pel que l'espera allí. En trepitjar l'asfalt de la ciutat, es veurà embolicada en el segrest d'un jove marquès i haurà de sortejar costi el que costi als seus intel·ligents germans majors, que pretenen portar-la a un internat. Podrà Enola desxifrar els enigmes que li ha deixat la seva mare i trobar-la?