Face au succès de Sherlock Holmes, le cinéaste Guy Ritchie n'a pas longtemps hésité à en faire une suite. Le réalisateur de Snatch a donc retrouvé ses deux acteurs principaux Robert Downey Jr. (Holmes) et Jude Law (Watson) pour le tournage du second volet à Pyrton dans le comté d'Oxfordshire en Grande-Bretagne.
S'ils ont une dégaine pas très fraîche et des habits quelque peu déchirés, les deux acteurs arborent toutefois une mine bien sympathique. Guy Ritchie rit lui aux éclats, preuve qu'il est rudement ravi de travailler de nouveau avec ses copains.
D'ailleurs, lors de la conférence de presse pour son film Date Limite à Londres, Robert Downey Jr. a déclaré s'amuser à faire des arts martiaux avec Jude et Guy ! Sa femme Susan est parfois fatiguée de les voir faire les zouaves à longueur de journée. Sienna Miller, amoureuse de Jude, doit aussi être désespérée en voyant son homme faire la bagarre.
Noomi Rapace, révélation de la saga Millénium, fait également partie de l'aventure tout comme Stephen Fry et Jared Harris. Ce dernier incarne le fameux professeur Moriarty ! Quant à Rachel McAdams qui jouait dans le premier épisode, sa participation dans cette suite n'est ni confirmée, ni infirmée.