本部影片是《罪途》系列三部曲的第二部，讲述了乘警侦查中发现了针管，其他几位乘客各执一词，使得案件更加扑朔迷离。在调查陷入僵局之时，一桩多年前的校园案件浮出水面，真正的犯人又会是谁？

该动画承接《神探四豆星Ⅱ》的故事，继续讲述四位小侦探们解决星球上发生的离奇案件的故事。

奥地利皇储突然自杀案件，让沉寂6个月的福尔摩斯再次启动。这次，福尔摩斯有了一个强有力的对手——智力上与福尔摩斯相当的莫里亚蒂教授。为了调查清楚皇储的自杀案件，福尔摩 斯与华生，在吉普赛占星师西姆的帮助下，和莫里亚蒂展开了在整个欧洲大陆上的较量，从英国到法国、德国……虽然被称为最聪明的人，但是莫里亚蒂教授仿佛能预知福尔摩斯的行踪，都能先一步福尔摩斯逃之夭夭。莫里亚蒂教授死亡名单上的人一个个被抹杀，历史可能就此被改编，面对如此强大的对手，福尔摩斯如何应对？

本片根据中国第一桩跨境追捕真实案件改编！90年代初，前苏联解体后经济濒临崩溃，商品供应极度匮乏。大批中国商贩乘坐K3次北京至莫斯科的国际列车往来中俄两国，把中国的服装、食品、化妆品等消费品贩运到俄罗斯，获取高额利润。在这列承载着巨额现金和货品的列车上，犯罪分子的罪恶欲望也在疯狂滋长。以苗青山为首的悍匪集团训练有素分工明确，对K3次国际列车进行了丧心病狂的连环洗劫，案件一时轰动世界！案发后，中国警察崔振海带领公安小队伪装成商人，深入陌生的俄罗斯展开跨国抓捕行动。过程中，化名为瓦西里的神秘人和一名叫真真的女子