19世纪，年幼的福尔摩斯和年幼的华生医生在同一所寄宿学校就读。福尔摩斯在幼年就表现出了非凡的观察和逻辑推理能力，这让他在学校里很受同学注目。他与华生还有他暗恋的姑娘Elizabeth Hardy一起，在一次偶发的自杀案中抽丝剥茧逐渐走入伦敦的黑巷中破获了惊人的罪案。

九岁的小女孩玛丽（艾丽·范宁 Elle Fanning 饰）拥有锦衣玉食的生活，却缺乏父母的陪伴。圣诞节前夜，玛丽收到了叔叔送来的一份珍贵礼物——一个装木偶的小房子和一只胡桃夹子。喜出望外的玛丽将胡桃夹子视作自己的知心伙伴，竟意外地发现它会说话，并声称自己名叫NC（查理·罗 Charlie Rowe 饰），是玩具王国的王子，然而在一场噩梦中，美好的王国被凶残的鼠王（约翰·特托罗 John Turturro 饰）占领了，他还将王子变成一只木偶永远驱逐出境，只有找到真正相信童话的人才能解除咒语。在雪仙子（朱莉娅·维斯托斯卡亚 Yuliya Vysotskaya 饰）的指引下，玛丽帮NC恢复了肉身，并勇敢地答应与他一起回王国打败鼠王，解放子民。然而，这两个毫无武力只有一颗纯真之心的孩子，能否对抗整支血腥残暴的老鼠大军和卑鄙狡猾的鼠王呢？ 片中歌曲多数改编自柴可夫斯基的交响乐，其中一部分来自芭蕾舞剧《胡桃夹子》。