שרלוק הולמס יוצא בעקבותיו של ג'ק המרטש, שרצח כמה נשים בלונדון והשאיר רמזים לבלש בכל אחת מזירות הפשע, שמובילים את שרלוק לרוסיה. המוניטין של הולמס כפותר פשעים מוכשר טרם הגיע לבירת האימפריה הרוסית, פטרבורג, כך שאיש לא מתייחס ברצינות לבלש הלונדוני. הולמס שוכר חדר אצל ד"ר קארצב שבסופו של דבר הופך לעוזרו. יחד הם פותרים פשעים, גם כשמשטרת הצאר המקומית פועלת נגדם.