Joan Watson es asignada como la compañera sobria de Sherlock Holmes; cuando va a conocer a su nuevo compañero, se encuentra con que Holmes se fue el día de su liberación. Tras conocerse, él la lleva al metro a una casa en Manhattan, mientras le explica que antes de consumir drogas era asesor de Scotland Yard para ayudar a resolver los homicidios. Su nuevo caso trata de una mujer que fue estrangulada, y secuestrada supuestamente, aunque Holmes descubre en en realidad el cuerpo estaba oculto en una habitación del pánico oculta de la casa.

Holmes y Watson investigan los asesinatos de dos hijos ilegítimos de un acaudalado hombre de negocios, pero las cosas se complican cuando un testigo identifica a una mujer en estado de coma como la asesina.

Sherlock y Joan investigan un caso de robo de menores que involucran a un asesino en serie conocido como el "Hombre de los Globos", ya que deja un montón de globos en cada una de sus escenas del crimen, pero las cosas se complican cuando su primera víctima es "rescatada" después de haber vivido con el secuestrador durante casi una década.

Sherlock y Joan deben investigar la muerte de un ejecutivo de Wall Street con sobredosis de heroína, con el agravante de que a Holmes no le agradan los banqueros. Mientras, Watson intenta retomar su cita.

Intentando averiguar más sobre lo que llevó a Watson a abandonar su antiguo trabajo, Holmes comienza a sospechar que hay algo sospechoso acerca de los pacientes en el hospital. Supuestamente mueren de causas naturales, pero considera que hay un esquivo Ángel de la Muerte. Mientras tanto, Joan se reencuenta con una antigua médico amiga y sus instintos la llevan a intentar salvar la vida de una niña.

Sherlock sospecha que el accidente de avión fue causado por un asesino.

Holmes investiga la posibilidad de que un antiguo asesino en serie haya vuelto. A su vez, Watson intenta descubrir más cosas acerca de Holmes.

Holmes utiliza sus habilidades de razonamiento deductivo para encontrar al asesino de un profesor universitario, mientras tanto, Watson recibe una llamada de un antiguo amante que necesita su ayuda.

Sherlock y Joan investigan cómo alguien pudo haber entrado la bóveda de un banco aparentemente inexpugnable llamada Leviatán. Además, la madre de Watson visita a su hija.

Holmes y Watson investigan el asesinato del gerente general de un hotel de alto nivel de Manhattan cuyo cuerpo se encontró en el interior de una lavadora industrial. Mientras tanto, la época de Joan con Holmes casi ha terminado, y él la ofrece ser su aprendiz.

Holmes se topa de nuevo con "M", un criminal británico que parece haber seguido a Sherlock a Nueva York. Mientras tanto, Joan tiene dudas acerca de dejar a Holmes e irse con un nuevo cliente.

Sherlock, quien se encuentra suspendido por la NYPD, no puede resistir investigar la muerte de un teórico de conspiraciones que tuvo relación con el riesgo de la seguridad nacional.

Cuando un asesino en serie huye de la custodia, una estudiosa de los perfiles criminales y ex-amante de Holmes reaparece en la vida del detective. Mientras, Watson va a ser expulsada de su casa como resultado de que la misma se utilizara para grabar una película pornográfica en ella.

Sherlock intenta encontrar a la hija secuestrada de Rhys, su ex-camello. Joan se preocupa de que la sobriedad de su compañero se rompa por Rhys, quien sugiere que Holmes era mejor detective cuando tomaba drogas.

Cuando el detective Bell sobrevive a un atentado en su coche, sospecha cuál de las personas que encerró fue. Holmes y Watson trabajan en el caso deseando limpiar al detective de sospechas cuando aparece muerto quien fue señalado por Bell, al tiempo que la relación entre ambos se acentúa.

Holmes investiga cuando un filántropo cree que ha sido infectado intencionadamente de una incurable enfermedad genética. Al tiempo, envía a Joan a lavar su ropa para enseñarle tácticas de deducción.

Sherlock delega una investigación en Watson mientras él decide encargarse de un caso de hace seis meses. A su vez, Joan deberá lidiar con sus amigos, que se muestran preocupados por su cambio.

Un guardia de seguridad es asesinado durante un robo de móviles de último modelo. Sherlock y Watson descubren que este robo es solo una pantalla para poder robar planos y se dirigen a New Jersey para evitar un asalto al East Rutherford Operations Center (EROC). En el camino, conocen a una mujer llamada Pam que los conduce allí en un quitanieves. Mientras tanto, una vieja amiga de Sherlock está lidiando con una ruptura y se queda con ellos en su casa. El oficial de la FEMA que está ayudando con la situación de emergencia de la ciudad (debido a la tormenta) resulta estar involucrado con un multimillonario robo.

Está por cumplirse el primer año de sobriedad de Sherlock y Watson siente que es un evento que habría que festejar. Sin embargo, Sherlock no está interesado en ello (insiste en que celebrar el paso del tiempo es algo sin sentido) y pasa todo el tiempo trabajando junto con Joan en la búsqueda del cómplice de un extorsinista asesinado que tenía como objetivo a las familias de víctimas de violación.

El hombre que Sherlock alguna vez pensó que era Moriarty le da a éste una pista. Sherlock investiga asesinatos muy bien disfrazados y atrapa a un asesino que había sido contratado por Moriarty. Con ayuda de este hombre, encuentra a otro hombre de Moriarty, que más tarde es asesinado. Además, el hombre que Sherlock había atrapado un tiempo atrás se suicida, habiéndosele sido dada la posibilidad de elegir entre su vida y la de su hermana. Al final del episodio suena un teléfono: es Moriarty llamando a Holmes.

Moriarty llama a Sherlock para que investigue el misteriosos asesinato de un mecánico. Como recompensa, Moriarty le da Holmes una dirección y una elección: ir o alejarse...

Distintas escenas retrospectivas muestran como Sherlock cayó en la adicción. Mientras tanto, en el presente, él tendrá que lidiar con el inesperado regreso de alguien muy importante de su pasado.

Después de notar que las cosas (y las personas) no son lo que parecen, Sherlock intenta parar el elaborado plan de su archienemigo para enturbiar la relación entre dos países europeos.