这部《大侦探福尔摩斯2：诡影游戏》，同样是承接着第一部的剧情。

在成功破解上一个案件六个月后，聪明的侦探夏洛克·福尔摩斯遭遇了智力上旗鼓相当的对手——犯罪首脑莫里亚蒂教授。

莫里亚蒂不仅聪明绝顶，而且毫无道德底线，他的出现让福尔摩斯陷入了前所未有的危机。

案件的序幕由奥地利皇储的神秘死亡拉开，警方督察雷斯特雷德认定是自杀，但福尔摩斯通过细微的线索推断这是一场精心策划的谋杀，并坚信幕后黑手就是莫里亚蒂。

然而，这起命案不是普通的命案，而是其庞大阴谋的开端。

调查将福尔摩斯带到了他和兄长迈克罗夫特曾为华生举办单身告别晚会的地下绅士俱乐部。

在那里，他遇到了年轻的吉普赛占星师西姆，她因偶然预见谋杀片段而成为莫里亚蒂的下一个灭口目标。

福尔摩斯救下西姆，作为交换条件，西姆同意协助他破案。

此时，华生医生正试图与未婚妻玛丽开始新婚生活，却不断被福尔摩斯拉回危险的调查中。

福尔摩斯、华生和西姆三人组一路追查线索，横跨欧洲大陆，从英国到法国，再到德国，最终抵达瑞士。

然而莫里亚蒂似乎总能预知他们的行动，每次都抢先一步杀害关键证人并逃脱，同时布下一张涉及死亡与毁灭的大网，其阴谋足以改变历史进程。

高潮部分发生在瑞士的莱辛巴赫瀑布，构成了一场智力与武力的双重对决。

一边是福尔摩斯与莫里亚蒂在雷鸣般的瀑布边进行一场隐喻性的生死棋局，言语交锋间尽是机锋；

另一边，华生与西姆则争分夺秒地穿梭于丛林，试图阻止莫里亚蒂手下引爆炸弹、刺杀与会各国代表的行动。

双线叙事将紧张感推向极致，随后在惊心动魄的丛林爆破与蒸汽火车上的激烈枪战中全面爆发。

最终，为了彻底挫败莫里亚蒂并拯救挚友，福尔摩斯选择与这位宿敌一同坠入深渊。

公众以为两位天才同归于尽，但华生不久后便在书房发现了神秘迹象——打字机上缓缓打出的一个问号“？”。