93岁的福尔摩斯满头白发，步履蹒跚，日常生活需要女管家照料，但他依然拥有极强的观察力和推理力，只是记忆力大不如前。为了缓解记忆力衰退，他尝试过吃蜂王浆和岩山椒，同时也开始回忆自己的最后一案。这源于整理弟弟的遗物时，他看到华生小说上描述的一宗案件，感觉很熟悉，但结局不太对劲。他只记得这是自己的最后一案，也是自己不再从事侦探、搬到乡下养蜜蜂的原因。他决定追查事实，还原真相。
女管家芒罗夫人与儿子罗杰相依为命，罗杰是福尔摩斯的崇拜者，是书稿的最忠实读者，还是尽职尽责的养蜂人。一老一小慢慢成了忘年交，他们在芒罗夫人面前掩饰小过错，躲着她说悄悄话，一起去海边游泳，追查杀害蜜蜂的真凶……
福尔摩斯的书稿写作并不顺利，他努力回忆推理，但总是头脑空白、没有思路。有一次，罗杰帮福尔摩斯找放大镜，偶然间发现了一只手套，这正是女主人公曾经用过的。由这只手套结合碎片化的记忆和推理，福尔摩斯终于记起了案件的所有细节。
那是几十年前的事情了，凯尔默辗转找到福尔摩斯，告诉他自己的妻子安怀孕又流产，为了转移低落的情绪安去学习玻璃琴。然而这段时间，安有了异常的变化，时常自言自语，好像在跟孩子聊天似的。凯尔默怀疑音乐老师对安施了咒，他限制了安的金钱自由，并请福尔摩斯调查真相。
福尔摩斯跟踪安的去处与动向，看到她模仿丈夫的签名在银行取钱，接着去公证处确认遗嘱，到药店买剧毒药水，又在火车站附近给来人一大笔钱，随后坐在一处发呆。福尔摩斯接近安并与她攀谈起来，而安也清楚是丈夫请福尔摩斯调查自己，不过她认为也只有福尔摩斯能懂得自己的感受。
安因为两次怀孕流产内心痛苦，丈夫又剥夺了她学音乐的乐趣，还请人调查自己，这让她感到了深深的孤独。福尔摩斯自身是孤独的，也读懂了安的孤独。通过一路跟踪，他洞悉安想用毒药结束生命，并花钱请人制作自己和未出世孩子的墓碑。两个孤独的人同命相连，只是福尔摩斯因为自身的恐惧和软弱，劝说安回到丈夫身边。安表面上答应了，但几个小时后，她选择了疾驶的火车自杀身亡。
这件事对福尔摩斯触动很大，他很后悔劝安回归家庭把她送上了不归路，也明白了逻辑破案不是万能的。此后，他选择了自我放逐、自我惩罚，来到乡下度此余生。
至此，福尔摩斯总算了却了一桩心事。但是意外发生了，罗杰为了保护蜜蜂被黄蜂蛰得满身是伤。医生救治罗杰的过程中，福尔摩斯与芒罗夫人敞开心扉，坦诚沟通，并表示自己可以搬进养老院，只希望芒罗夫人和罗杰不要离开。罗杰终于脱离了危险，芒罗夫人也被福尔摩斯的话所打动，放弃去镇上旅馆工作，和罗杰一起继续照料福尔摩斯和他的宝贝蜜蜂……
