Forte du succès de sa première enquête, Enola Holmes a ouvert sa propre agence de détective privée, mais elle peine à trouver des clients prêts à faire confiance à une si jeune femme. Sur le point de fermer boutique, elle accepte le premier cas officiel qu'on lui propose : retrouver la sœur disparue d'une jeune allumettière désargentée, qui va la plonger au cœur d'une machination bien plus vaste qu'il n'y paraît. Son enquête l'entraîne des usines insalubres de Londres jusqu'aux salons les plus huppés de la haute société, croisant la route d'une affaire sur laquelle travaille en parallèle son frère Sherlock. Enola va devoir apprendre à accepter l'aide de ses proches, y compris celle du célèbre détective lui-même, pour démêler les fils d'une conspiration mortelle inspirée de faits réels.