Scotland Yard bittet Sherlock Holmes und dessen Freund und Assistenten Dr. Watson um Unterstützung bei der Aufklärung einer Reihe von Morden an jungen Frauen, denen nach ihrem Tod der rechte Zeigefinger abgenommen wurde. Der Detektiv hegt den Verdacht, dass sein Erzfeind, der grausame Professor Moriarty, hinter den Gräueltaten steckt. In der Tat stellt sich heraus, dass die Morde Teil eines Planes sind, den Moriarty ausgeheckt hat, um den reichen Sir George Fenwick zu erpressen. Von Moriartys Komplizin Lydia Marlow hypnotisiert, glaubt Sir George, er sei für die blutigen Verbrechen verantwortlich, die ganz London in Angst und Schrecken versetzen. Jetzt sind Sherlock Holmes und Dr. Watsons Fähigkeiten als Ermittler gefragt.

Bertram Milhauser schrieb das Drehbuch sehr frei nach dem gleichnamigen Roman von Sir Arthur Conan Doyle. Bei dieser neunten Universal-Produktion einer Sherlock Holmes-Romanverfilmung erscheint wieder einmal Sherlock Holmes' Todfeind Professor Moriarty auf der Bildfläche. Viele sind der Auffassung, dass Henry Daniell in dieser Rolle eine der überzeugendsten und originalgetreusten Besetzungen war. Außerdem gilt "Die Frau in Grün" als eine Episode der berühmten, zu den Klassikern zählenden Sherlock Holmes-Serie mit dem unvergleichlichen Basil Rathbone in der Hauptrolle. Das "Lexikon des Internationalen Films" schreibt: "Ein Film aus der Sherlock Holmes-Serie des Universal-Studios, der seiner guten Dialoge und Schauspieler wegen zu den besten und spannendsten der Reihe gerechnet wird."