Für die Fortsetzung des 2008er Filmes übernimmt erneut Guy Ritchieden Platz des Regisseurs. Neben Robert Downey Jr. und Jude Law gesellt sich dieses Mal auch Noomi Rapace zu den Darstellern, die durch ihre Rolle als Lisbeth Salander in der Verfilmung der Millennium-Trilogie von Stieg Larsson den Sprung nach Hollywood geschafft hat. Außerdem kehrt Rachel McAdams als Irene Adler zurück, Stephen Fry ist als Sherlocks Bruder Mycroft Holmes zu sehen und Jared Harris (‚Der seltsame Fall des Benjamin Button‘) übernimmt den Part des Gegenspielers Professor Moriaty.