Moriarty contacte Sherlock et lui fait une étrange proposition : il lui demande d'élucider le meurtre d'un mécanicien à Brooklyn, survenu quelques mois auparavant, en échange de quoi il s'engage à répondre à ses questions concernant la mort d'Irène Adler. L'enquête mène Holmes et Watson vers une entreprise de sécurité dirigée par Daren et Katie Sutter. Les sentiments de Holmes l'empêchent de se concentrer, au grand dam de Gregson, qui pressent un danger...

Holmes retrouve Irène Adler, qu'il croyait morte, dans un état de détresse psychologique grave, après qu'elle a été retenue prisonnière par Moriarty. Il confie donc la traque de ce dernier à Watson, le temps qu'il prenne soin de sa compagne. Les souvenirs de sa rencontre avec Irène, il y a deux ans, lors d'une enquête sur un vol de tableaux, le submergent. Il se remémore ces moments où ils sont tombés amoureux, mais aussi sa plongée dans la drogue au moment de sa disparition. Irène, dont l'état s'améliore, lui fait des révélations troublantes. Par ailleurs, Holmes se demande si Watson sera un adversaire à la hauteur du machiavélisme de Moriarty...