London wird von einer der grausamsten Mordserien seit Jack the Ripper heimgesucht. Ein Serienkiller hat bislang drei Frauen in den nächtlichen Gassen der Stadt getötet und ihnen nach vollbrachter Tat einen Finger abgetrennt. Die Polizei steht vor einem Rätsel, weil weder ein Motiv noch ein Zusammenhang zwischen den Morden erkennbar ist. Inspektor Gregson vom Scotland Yard bittet schliesslich Sherlock Holmes um seine Mithilfe. Dieser lässt sich das kriminaltechnische Puzzle natürlich nicht entgehen und nimmt die Ermittlungen auf.

Als Maude, die Tochter des wohlhabenden Sir George Fenwick, Holmes aufsucht und von einer besorgniserregenden Veränderung im Verhalten ihres Vaters und einem scheusslichen Fund im Garten – einem abgeschnittenen Finger – berichtet, ist für Watson der Fall klar: der Adlige ist der gesuchte Schurke! Holmes lässt sich allerdings nicht so leicht beirren. Fenwick ist jedoch nicht mehr in der Lage, die Sache aufzuklären: man findet ihn leblos in seinem Arbeitszimmer vor, erschossen von einem Unbekannten. Eine Streichholzschachtel in der Hand des Toten führt Holmes auf die Spur von Professor Moriarty, einem ebenso wahnsinnigen wie intelligenten Erpresser, der völlig harmlose Mitmenschen unter Hypnose zu eiskalten Mördern macht und noch eine persönliche Rechnung mit dem Detektiv offen hat...

Die Frau in Grün basiert auf Sir Arthur Conan Doyle´s Erzählung The Empty House und ist der elfte Film mit dem Gespann Basil Rathbone und Nigel Bruce als Sherlock Holmes und Watson. Zu den besten Abenteuern der Spürnasen gehört der Film leider nicht, da der Drahtzieher hinter den Morden schon recht früh feststeht und sich die Handlung somit weniger auf das „Whodunit“ als auf die Überführung des bekannten Täters konzentriert. Henry Daniell verkörpert Holmes´ finsteren Gegenspieler Moriarty. Zum dritten Mal ist er hier in einer Holmes-Adaption zu sehen, in Voice of Terror (1942) und Sherlock Holmes in Washington (1943) musste er sich allerdings mit kleineren Rollen zufriedengeben. Zwar wird ihm in Die Frau in Grün nicht allzuviel Leinwandzeit gewährt, aber trotzdem gelingt es ihm spielend, einen glaubwürdigen Gegner darzustellen. So ist auch Holmes´ erste Begegnung mit dem Doktor einer der Höhepunkte des Filmes: beide belauern sich im Arbeitszimmer des Detektives, warten auf einen Fehler des Gegenübers und beenden ihre Aussprache mit einem Hoffen auf ein baldiges, aber weniger friedfertiges Wiedersehen. Bereits im drei Jahre zuvor entstandenen Secret Weapon hatte es Holmes mit Moriarty zu tun, allerdings agierte Lionel Atwill (Das Geheimnis des Wachsfiguren-Kabinetts) hier als Doktor.

Für die nötige Prise Humor sorgt wieder einmal Nigel Bruce als Holmes´ Weggefährte Watson. Seine Rolle unterscheidet sich sehr stark von der Watson-Figur der Doyle-Romane, wo er als ein dem Detektiv Holmes fast ebenbürtiger Kriminalbeamter dargestellt wird. In der Filmreihe dagegen darf er von einem Fettnäpfchen ins nächste treten und durch sein bisweilen tölpelhaftes Auftreten nur knapp so mancher Katastrophe entrinnen. Gerade in Die Frau in Grün mag man ihm das aber verzeihen, da die Handlung durch eine wackelige Hypnose-Erklärung der Morde sowieso etwas albern wirkt. Fans der Serie wird es nicht stören, zumal die tollen Darsteller diesen Schönheitsfehler mehr als wettmachen.