《福尔摩斯二世》讲述了乡村影院放映师基顿的故事。他热爱侦探小说，常幻想自己成为福尔摩斯般的大侦探。一次，他将价值一元的巧克力谎称四元送给女友凯莎琳，却被情敌陷害，诬陷他偷了手表典当来购买巧克力。凯莎琳信以为真，取消了婚约。基顿调查后发现情敌才是真正的贼，但苦无证据洗清冤屈。某天，他在放映电影时，发现银幕上的情节与自己的遭遇如出一辙，只是故事发生在上流社会。基顿逐渐沉溺于电影中，竟从观众席走入银幕，试图逮捕情敌。然而，进入银幕后的他四处碰壁，随着场景的变化，电影中的幻想逐渐变为现实，引发了一系列荒诞而有趣的冒险。