现代伦敦。年迈的夏洛克住在贝克街221B，患有轻度痴呆。女儿艾米莉亚是伦敦大学应用数学教授，从未认可父亲的侦探事业。伦敦警察厅一桩连环谋杀案陷入僵局，凶手每次作案留下的“数字签名”无人能解。艾米莉亚出于学术兴趣，用图论和概率模型三小时内锁定凶手区域，被警方聘为顾问。夏洛克坚持“演绎法才是正统”，用自己的方式查案，结果两次推断错误。艾米莉亚发现凶手行为符合“泊松分布”，预测下一次作案在泰特现代美术馆。父女俩在闭馆后潜入，夏洛克靠经验找到藏身暗门，艾米莉亚靠算法推算出凶手心理阈值，两人同时出手制伏。回家路上艾米莉亚说：“你今天救了我。”夏洛克说：“不，是你救了我。”
将福尔摩斯IP做出耳目一新的代际传承。数学与推理的碰撞火花四溅，对夏洛克衰老的刻画克制而心碎，父女线是真正核心。
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