Londres, en 1891. Le docteur Watson est inquiet pour son ami Sherlock Holmes, qui est un consommateur assidu de cocaïne. L'illustre détective est devenu terriblement soupçonneux, au point de se persuader que le fameux professeur Moriarty n'est qu'un dangereux criminel. Watson décide de conduire Holmes à Vienne où un jeune médecin, Sigmund Freud, soigne, paraît-il, les toxicomanes avec succès. Holmes, d'abord étonné de rencontrer Freud, accepte finalement le traitement du célèbre thérapeute. Encore convalescent, il est appelé à l'hôpital auprès d'une cantatrice, Lola Deveraux, totalement droguée, qu'un certain baron von Leinsdorf s'apprête à vendre à un sultan turc. Lorsque la belle est enlevée, Holmes, Watson et le docteur Freud se lancent à sa recherche...