ภาพยนตร์ที่ดัดแปลงมาจากนวนิยายแนวสืบสวนสอบสวนชุด The Enola Holmes Mysteries ของแนนซี สปริงเกอร์ นักเขียนชาวอเมริกัน โดยเรื่องราวเริ่มต้นในเช้าวันเกิดปีที่ 16 ของ เอโนลา โฮล์มส์ (มิลลี่ บ็อบบี้ บราวน์) น้องสาวแท้ๆ ของนักสืบผู้ยิ่งใหญ่อย่าง เชอร์ล็อค โฮล์มส์ เอโนลาพบว่าแม่ของเธอ (เฮเลน่า บอนแฮม คาร์เตอร์) ได้หายตัวไปอย่างลึกลับ ทำให้เอโนลาต้องมาอยู่ภายใต้การดูแลอันเข้มงวดของพี่ชายคนโต คือ ไมครอฟต์ โฮล์มส์ (แซม คลาฟลิน) ที่วางแผนส่งเธอไปอยู่โรงเรียนประจำที่เหมาะสมสำหรับกุลสตรี ส่วนพี่คนรอง เชอร์ล็อค โฮล์มส์ (เฮนรี่ คาวิลล์) ก็ไม่สามารถคัดค้านความต้องการอันแรงกล้าของพี่ชายใหญ่ได้ ในคืนก่อนที่เธอจะถูกส่งตัวไปโรงเรียน เอโนลาจึงแอบหนีไปตามหาแม่ในลอนดอนเพียงลำพัง ระหว่างการเดินทาง เธอก็พบว่า เธอได้เข้าไปพัวพันกับเรื่องราวลึกลับเกี่ยวกับ ขุนนางหนุ่มรูปหล่อ (หลุยส์ พาร์ทริดจ์) ซึ่งหลบหนีออกจากคฤคาสน์อันหรูหราของตระกูลอย่างน่าสงสัย การผจญภัยและไขปริศนาด้วยตัวเองครั้งแรกของเอโนลา กำลังจะเริ่มขึ้น
