En 2005, l'armée américaine passe le relais aux forces de sécurité irakiennes. Le général McKenna est chargé de faire l'inventaire des armes de guerre mais des milliers d'entre elles ont disparu.
Sherlock Holmes, détective logique, et Arsène Lupin, gentleman cambrioleur, s'affrontent dans une course effrénée. Contraints de s'allier, ils traquent une organisation liée à Moriarty.
Nouveau-Mexique, 1970. Quand il sort de prison, Chuck retrouve sa partenaire, Kat, et part chercher l'argent qu'il avait caché dans une bourgade abandonnée au milieu de nulle part.