Film ini mengikuti petualangan detektif taman Sherlock Gnomes dan rekannya, Dr. Watson, yang awalnya berhasil mengalahkan musuh lamanya, Moriarty. Sementara itu, Gnomeo dan Juliet bersama para kurcaci taman lainnya pindah ke taman baru di London yang terbengkalai, dan berusaha memperbaikinya.

Namun, situasi berubah ketika seluruh kurcaci taman tiba-tiba menghilang secara misterius. Gnomeo dan Juliet pun bekerja sama dengan Sherlock dan Watson untuk menyelidiki kasus tersebut, menelusuri berbagai petunjuk di seluruh kota London.

Dalam prosesnya, hubungan antar karakter mulai diuji. Gnomeo dan Juliet kerap berselisih, sementara Sherlock dan Watson juga mengalami konflik kepercayaan. Mereka kemudian menemukan bahwa Moriarty ternyata masih hidup dan merencanakan sesuatu yang berbahaya.

Rencana Moriarty terungkap: ia ingin menjebak para kurcaci di Tower Bridge dan menghancurkan mereka. Dalam aksi penyelamatan yang menegangkan, Sherlock hampir mengorbankan dirinya untuk menghentikan Moriarty, namun akhirnya berhasil diselamatkan oleh Watson.

Setelah semua berakhir, para kurcaci kembali ke taman mereka dan hidup bahagia. Sherlock dan Watson pun melanjutkan petualangan mereka berikutnya dengan hubungan yang telah kembali solid.