Quando Enola Holmes, irmã do grande detetive Sherlock Holmes, descobre que sua mãe desapareceu, ela rapidamente sai à sua procura. Disfarçando-se de viúva, Enola embarca em uma jornada para Londres, sem saber o que poderá acontecer. Ao chegar na cidade, ela adota uma série de disfarces, mas acaba se envolvendo no caso de um jovem marquês desaparecido.

Em uma época em que as mulheres eram subestimadas, a solitária adolescente inglesa é ameaçada por vilões que procuravam pelo tal nobre, e, além de ter que fugir desses malfeitores, ela precisa também despistar seus espertos irmãos. Em meio a tantos perigos e mistérios, será que Enola conseguirá descobrir as pistas necessárias para encontrar sua mãe?