Un pirate informatique disparaît après avoir révélé des documents confidentiels en ligne. Holmes est chargé de le retrouver par un homme qui se présente comme étant du gouvernement belge, mais le détective démasque vite l'homme de main d'une société privée. Pendant l'enquête, Holmes va se mettre à dos un collectif de pirates informatiques qui défendent la fuite.

Un riche homme d'affaires est retrouvé mort empoisonné dans son appartement. Pendant l'enquête, Holmes recroise la route de celle qui fut la suspecte de la première affaire de meurtre sur laquelle il a enquêté, une affaire vieille de 19 ans mais qui fait étrangement écho à celle qui l'occupe désormais.

Holmes s'ennuie et trouve à la morgue un nouveau cas : un homme aurait tué peu de temps avant d'être pris dans un accident de la route mortel. Mais la police n'a pas de trace de la victime de ce homme. Watson, pendant ce temps, aide une amie à retrouver un homme avec qui elle a passé une merveilleuse soirée un an auparavant.

Sherlock et Joan reçoivent la visite de Mycroft, de passage à New York avec une vieille connaissance des deux frères : Nigella Mason, la femme responsable de leur brouille. Depuis devenue marquise, elle s'est reconvertie dans la monte équine et veut que Sherlock découvre qui a tenté d'empoisonner son meilleur cheval et abattu son palefrenier, qui était son amant. Malgré tout le mépris qu'il a pour cette femme, Sherlock accepte.

Holmes et Watson enquêtent sur le décès d'une jeune fille, liée à un milliardaire. Mycroft fait part à Sherlock de la décision possible de leur père de lui couper les vivres s'il ne retourne pas à Londres.

Une danseuse étoile est retrouvée morte sur une scène, égorgée et le corps tranché en deux. La principale suspecte est la danseuse du ballet en répétition, mais Sherlock est persuadé qu'elle est innocente. Watson se consacre à une affaire que Sherlock juge sans intérêt : la disparition d'un vétéran de la Guerre du Golfe, devenu SDF après un stress post-traumatique.

Sherlock est de nouveau consultant pour la police de New York et forme sa nouvelle protégée, Kitty. Un double homicide va attirer son attention, tout comme Watson, lorsqu'un ancien dirigeant d'une fabrique de jouets et son avocat sont retrouvés morts après avoir ouvert une enveloppe contenant cinq petites perles orange. Fabriquées en Inde, ces perles toxiques ont causé la mort de quatre enfants et entraîné la cavale du dirigeant…