"Великий мишачий детектив" переносить нас у Лондон 1897 року, де мишка Олівія святкує свій день народження, але радість руйнується, коли її улюбленого батька викрадає зловісний кажан. Не вірячи в допомогу офіційних органів, вона вирішує звернутися до легендарного приватного детектива Безіла. На своєму шляху маленька героїня зустрічає професора Доусона, який нещодавно повернувся з військової служби. Дізнавшись про біду Олівії, він пропонує свою допомогу, і разом вони вирушають на пошуки знаменитого детектива. Виявляється, Безіл мешкає на Бейкер-Стріт, в одному домі зі Шерлоком Холмсом, і має багато спільного з відомим колегою. Спочатку він відмовляється втручатися у справу, але інформація про причетність до викрадення розбуджує його цікавість. В ході розслідування стає зрозуміло, що за всім стоїть геніальний лиходій щур Ретіган, який планує створити робота, що імітує королеву Англії, з метою викрадення царської особи. Тепер Безілу та його команді потрібно не лише знайти батька Олівії...