Лондон, 1895 год. Шерлок Холмс, приговоренный к пожизненному заключению в печально известной тюрьме Ньюгейт, готовит самый дерзкий побег в своей карьере. Его обвинили в государственной измене — подброшенные документы и ложные показания бывшего агента Майкрофта, с которым Холмс рассорился из-за методов работы. Камера номер семь, сырые стены, постоянная слежка. Но Холмс не тратит время на отчаяние. Он изучает график смены караула, запоминает шаги надзирателей, анализирует звуки замков и скрип половиц. Его единственный союзник — молодой заключенный Арчи, карманник с феноменальной памятью на лица. Вместе они расшифровывают тайные послания, оставленные предыдущими узниками на стенах камеры, и находят упоминание о подземном ходе, ведущем к Темзе. Но план рушится, когда Арчи переводят в карцер за драку с охранником, а Холмс узнает, что его казнь назначена на рассвете через три дня.
В ночь перед казнью Холмс инсценирует приступ белой горячки, используя смесь извести и плесени со стен, вызывающую галлюцинации. Его переводят в лазарет, где он находит спрятанный Арчи кусок проволоки. За два часа до рассвета Холмс выбирается через вентиляционную шахту, используя математический расчет шагов, чтобы не провалиться в прогнившие доски. На крыше его ждет засада — начальник тюрьмы, подкупленный Мориарти, лично ждет беглеца. Холмс бросает ему в лицо горсть извести, ослепляя, и прыгает в реку с тридцатиметровой высоты. Течение уносит его к докм, где ждет лодка с Ватсоном, переодетым в рыбака. Но побег — лишь начало. Холмс понимает, что его подставили, чтобы отвлечь от настоящего преступления: похищения формулы нового взрывчатого вещества, способного уничтожить половину Лондона. Теперь, будучи беглым преступником, он должен найти настоящего предателя, скрываясь от полиции и одновременно выслеживая профессора Мориарти, который уже начал финальную игру.