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Sherlock Holmes et le docteur Watson sont invités à une soirée des Ballets russes, sur l'initiative de la danseuse étoile Madame Petrova : celle-ci voudrait d'Holmes un enfant qui ait son intelligence et lui offre en échange un violon Stradivarius. Le détective refuse, prétextant que Watson est son « compagnon ». Un peu plus tard, un cocher amène à leur domicile une jeune femme amnésique qui vient d'échapper mystérieusement à la mort et n'a sur elle qu'un indice, l'adresse des deux hommes. Cette personne, retrouvant la mémoire, déclare s'appeler Gabrielle Valladon et demande à Holmes, qui accepte, d'enquêter sur la disparition de son mari. Le frère du détective, Mycroft Holmes, un agent du Gouvernement, le dissuade de poursuivre ses recherches.
Holmes va néanmoins poursuivre ses investigations qui vont le mener aux abords du Loch Ness..