故事發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)期間，福爾摩斯（巴茲爾·雷斯伯恩 Basil Rathbone 飾）接到英國(guó)政府的重要任務(wù)，必須盡快查明英國(guó)間諜失蹤和膠片下落的真相以防止敵人獲取絕密信息。福爾摩斯和他的助手華生（尼格爾·布魯斯 Nigel Bruce 飾）緊急前往華盛頓展開(kāi)調(diào)查。
福爾摩斯審問(wèn)了與間諜有過(guò)接觸的人，分析火車(chē)上的情況，并細(xì)致入微地研究了膠卷的價(jià)值和對(duì)英國(guó)及同盟國(guó)的重要性。在細(xì)致的調(diào)查和前后推理中，福爾摩斯發(fā)現(xiàn)了一些隱藏的線索。透過(guò)對(duì)失蹤間諜的了解和對(duì)火車(chē)上女士的觀察，福爾摩斯推理出膠卷被藏在了女士的隨身物品之中。他設(shè)法找到了這位女士，進(jìn)行了一番密切的交談和調(diào)查，最終找到了膠卷的藏身之處。在成功找回膠卷的同時(shí)，福爾摩斯也成功擒獲了間諜，防止了信息泄露。