Переехав в Лондон, садовые гномы Гномео и Джульетта хлопочут о подготовке своего нового сада к весне. Неожиданно они узнают, что по всей столице неизвестным образом исчезают их сородичи. Вернувшись домой, герои понимают, что та же участь постигла и их родню. Единственный, кто сможет раскрыть эту тайну, — великий садовый сыщик Шерлок Гномс, а также его верный помощник Ватсон.
Французский мальчик-сирота Хьюго (Аса Баттерфилд), живущий на вокзале, находит чудесный, ни на что не похожий механизм. Благодаря ему мальчик и его подруга Изабель (Хлоя Морец) оказываются вовлечены в головокружительные и опасные приключения. Машина, обнаруженная Хьюго, связана и с судьбой самого героя, и с тайной его рождения.