Le roi de Bohême demande l'aide de Sherlock Holmes : Irène Adlerpossède une photographie sur laquelle il figure avec elle et elle menace de révéler leur ancienne relation à sa future femme, la seconde fille du roi deScandinavie, ce qui mettrait ce mariage en péril. Pour se préserver de ce scandale, il demande à Holmes de découvrir où Irène a caché la photo et de la dérober.

Sherlock Holmes mettra en œuvre un stratagème : lors d'un incendie, les gens ont tendance à protéger ce qu'ils ont de plus précieux. En parvenant à entrer chez Madame Adler grâce à un déguisement et à lui faire croire qu'il y a le feu, Holmes découvre la cachette.

Mais le lendemain, lorsqu'il revient avec le roi de Bohême pour prendre la photo, il découvre avec étonnement qu'Irène Adler est partie et lui a laissé une lettre dans laquelle elle explique qu'elle a découvert qui il était. Elle rassure aussi son ancien amant en lui promettant que la photo ne sera pas utilisée puisqu'elle a désormais trouvé un mari aimant et qu'elle aime.