À Londres, Lady Margaret Carstairs (Mary Forbes) et son fils, Roland (Geoffrey Steele), engagent le célèbre détective Sherlock Holmes (Basil Rathbone) pour les accompagner chez eux en Écosse afin de protéger leur joyau inestimable, l'étoile de Rhodésie. Lorsque Roland est assassiné et que l'Étoile disparaît, Holmes et son ami le Dr Watson (Nigel Bruce) enquêtent, mais découvrent un autre meurtre et un lien étrange avec une connaissance de Watson, le commandant Duncan-Bleek (Alan Mowbray).