故事发生二战时期,《福尔摩斯在华盛》展现的是福尔摩斯和华生智斗纳粹间谍的故事。一位负责将绝密胶片从英格兰送往华盛顿的英国间谍在任务途中神秘地失踪了。由于担心自身的安全,他将胶卷藏在火车上一位不知情的女士那里后,自己也躲了起来。当局被告知此事后,福尔摩斯奉命调查。英国政府要求福尔摩斯和华生前往华盛顿,赶在胶片落入敌手之前查出真相,否则,英国及同盟国将损失惨重。面对国际间谍,福尔摩斯争分夺秒,寻找线索,在造成重大损失前擒获间谍找回了胶片。。故事讲述杰克·吉伦哈尔(Jake Gyllenhaal)饰演的一位投资银行家在妻子遭遇意外身亡后,生活变得支离破碎,直到遇到了娜奥米·沃茨(Naomi Watts)饰演的单亲妈妈,人生才有了转机。
据悉,娜奥米·沃茨饰演的这位单亲妈妈是一个既和老板约会、又吸大麻的客户服务代表,她的公司专门生产自动贩卖机。她和男主角的相遇也充满戏剧性,男主角的钱被自动贩卖机吞了,她去处理投诉时了解到了男主角的不幸遭遇,继而与他有了进一步的接触。。