故事發生二戰時期，《福爾摩斯在華盛》展現的是福爾摩斯和華生智斗納粹間諜的故事。一位負責將絕密膠片從英格蘭送往華盛頓的英國間諜在任務途中神秘地失蹤了。由于擔心自身的安全，他將膠卷藏在火車上一位不知情的女士那里后，自己也躲了起來。當局被告知此事后，福爾摩斯奉命調查。英國政府要求福爾摩斯和華生前往華盛頓，趕在膠片落入敵手之前查出真相，否則，英國及同盟國將損失慘重。面對國際間諜，福爾摩斯爭分奪秒，尋找線索，在造成重大損失前擒獲間諜找回了膠片。