故事发生二战时期，《福尔摩斯在华盛》展现的是福尔摩斯和华生智斗纳粹间谍的故事。一位负责将绝密胶片从英格兰送往华盛顿的英国间谍在任务途中神秘地失踪了。由于担心自身的安全，他将胶卷藏在火车上一位不知情的女士那里后，自己也躲了起来。当局被告知此事后，福尔摩斯奉命调查。英国政府要求福尔摩斯和华生前往华盛顿，赶在胶片落入敌手之前查出真相，否则，英国及同盟国将损失惨重。面对国际间谍，福尔摩斯争分夺秒，寻找线索，在造成重大损失前擒获间谍找回了胶片。

沃尔特·史蒂华由于某种原因，受到上级好评，提升为“阿尔巴卡”号潜艇的舰长。舰长大卫·廉纳对沃尔特的到来感到十分高兴。沃尔特在上任前的度假途中巧遇珍·海佛，但他不知道珍就是大卫的女友……“阿尔巴卡”号在大西洋成功地击毁了德国军舰。胜利返航后，沃尔特与珍的爱恋之情日深，大卫与沃尔特在知晓此事后，关系恶化。潜艇又一次出战，两个情场对手终于在战场上同仇敌忾，把国家利益放在第一位，大获全胜。有情人终成眷属……