Enola Holmes เป็นเรื่องราวของ อีโนลา (มิลลี่ บ็อบบี้ บราวน์) ที่เป็นน้องสาวคนเล็กของ เชอร์ล็อค (เฮนรี่ คาวิลล์) และ ไมครอฟต์ โฮล์มส์ (แซม แคลฟลิน)

ที่กลายมาเป็นนักสืบยอดฝีมือด้วยตัวของเธอเอง ในวันครบรอบเกิด 16 ปีของเธอ แต่แม่ของเธอได้หายตัวไปอย่างปริศนา

ทำให้นักสืบวัยกระเตาะต้องลงมือสืบหาความจริงที่เกิดขึ้น โดยมีพี่ชายทั้ง 2 คนนั้นคอยช่วยเหลืออยู่ แต่เหนือยิ่งกว่าการที่จะช่วยเหลือเธอพี่ชายทั้ง 2 กลับอยากจะส่งเธอกลับไปเรียนให้จบซะมากกว่า

และแล้ว อีโนลา ก็ได้ตัดสินใจที่จะหนีไปลอนดอนเพื่อตามหาแม่ ซึ่งนั่นทำให้เธอต้องเผชิญหน้ากับเหล่าตัวละครมากสีสันในระหว่างที่ตามหาแม่ของเธอ