角色名：福尔摩斯 演员：小罗伯特·唐尼

"智勇双全"已不足以描述这位福尔摩斯，用"古怪"来形容才更贴切。小罗伯特·唐尼已经彻底颠覆了沉稳老成的传统福尔摩斯形象，硬桥硬马地塑造出一个天才、感性、铁血、略神经质的新侦探形象，处处诙谐机智，常常放浪形骸，打斗戏勇猛如钢铁侠附身。

角色名：华生 演员：裘德·洛

裘德·洛版的华生医生身姿英武，医术精湛，行动敏捷，还是个赌徒。在经典福尔摩斯故事中，华生只是一个发福的敦厚中年人，始终默默无闻地追随福尔摩斯身后，充当助手和记录者。

角色名：西姆萨 演员：劳米·拉佩斯

吉普赛占星巫师西姆是福尔摩斯的证人，也是莫里亚蒂教授的下一个谋杀对象。她与福尔摩斯和华生一起冒险横穿欧洲大陆，追踪莫里亚蒂的死亡名单，阻止下一起谋杀案。

角色名：莫里亚蒂 演员：杰瑞德·哈里斯

福尔摩斯最大的对头、传说中的莫里亚蒂教授终于露出真面目。杰瑞德·哈里斯击败布拉德·皮特、加里·奥德曼、西恩·潘和贾维尔·巴登等成为扮演这位犯罪魁首的人选。