Shirley Holmes, une adolescente qui s'avère être l’arrière-petite-nièce de Sherlock Holmes, possède des talents d'observations exceptionnels. Avec l'aide de son ami Bo Sawchuk, Shirley s'efforce de résoudre de nombreuses affaires criminelles. Parallèlement à ses enquêtes, l'héroïne tente de retrouver sa mère disparue et doit combattre son ennemie jurée, Molly Hardy.