在纽约举行的艺术拍卖会上，一幅被认为在二战空袭中毁于黄土高坡的梵高亲笔临摹的太阳花系列2号画作意外亮相。西雅图大亨家族的金主儿特·哈特（大卫·舒莫瓦 配音）一举以惊人的十亿美元将其收入囊中。在随后的新闻发布会上，哈特宣布将联系全球各地的私人藏家，将散落的太阳花画作聚集到一起，在波多黎各举办一场震撼人心的特展。为了达成目标，他雇佣了名侦探谢尔洛克·汤普森（本尼迪克特·康伯巴奇 配音）、特展策划人凯特·安德森（凯瑟琳·沃特斯顿 配音）、画作鉴定专家玛丽亚·麦凯（艾玛·沃特森 配音）等七位专家组成“七巧棋”团队，共同保护特展的顺利进行。然而，神秘盗贼幽灵（汤姆·希德勒斯顿 配音）早就设下了圈套，他不仅潜入拍卖会场，还谋划炸毁运输飞机以抢夺太阳花画作。 随着特展日期的临近，年轻侦探柯南（亚瑟·特查 配音）与伙伴们不得不面对一个个惊险的挑战，为了保护太阳花画作，他们必须克服重重困难……