《侦探歌剧：少女福尔摩斯》以架空的怪盗和侦探活跃的近未来为背景。在这个世界里存在着有被叫做Toys的特殊能力的人类。利用这种特殊的能力，侦探和怪盗争斗不断。而故事就是以将来要成为侦探的四个少女夏洛克、妮洛、艾露克露、柯蒂妮娅为中心展开的。《侦探歌剧：少女福尔摩斯》TV动画由曾制作《蜂蜜和四叶草》系列、《灼眼的夏娜》系列、《零之使魔》系列的J.C.STAFF动画公司制作。