Londýnska polícia požiada Sherlocka o pomoc pri hľadaní bývalého inšpektora Lestradea, s ktorým Sherlock kedysi spolupracoval. Lestrade vyprovokoval hádku na pohrebe jedného duchovného, keď ho obvinil z vraždy manželky. Potom zmizol.

Polícia vyšetruje vraždu učiteľa matematiky. Sherlock Holmes zistí, že na stenách jednej izby v byte sú neviditeľným atramentom napísané matematické rovnice. Muž zrejme pracoval na riešení jedného z najslávnejších matematických problémov.

Za Sherlockom Holmesom príde tajomný muž, ktorý ho požiada o vypátranie Ezru Kleinfeltera. Ten sa zmocnil dôverných štátnych informácii a chce ich zverejniť. Muž tvrdí, že je členom skupiny Ezrových sympatizanzov, ktorí mu chcú zaistiť bezpečnosť. Sherlock mu ale neverí.

Niekto zavraždil manažéra poradenskej finančnej firmy. Sherlock Holmes zistí, že bol otrávený silnou dávkou nitroglycerínu. A v rodinnej opatrovateľke spozná ženu, ktorá bola pred 19 rokmi podozrivá, že otrávila svojho otca, ktorý ju týral.

Polícia nemá žiadne nové prípady, preto si jej poradca Sherlock hľadá prípad sám. Navštívi márnicu a všimne si mŕtvolu motorkára, ktorý sa stretol s autom. Podľa tetovania Holmes zistí, že mŕtvy bol v minulosti atentátnikom ruskej mafie, ktorý je na zozname hľadaných Interpolom.

Manželku kapitána Gregsona prekvapí doma muž v kukle, ktorý sa so zbraňou v ruke pýta na jej manžela. Keď ho Gregsonová postrelí, utečie. Onedlho je rovnakou zbraňou zastrelený vojak z Afganistanu, ktorý bol doma na dovolenke. Sherlock musí odhaliť vrahove zložité motívy...

Do New Yorku prichádza Mycroft Holmes. Chce, aby Sherlock pomohol ich spoločnej známej, ktorá po rozvode získala vzácneho žrebca. Niekto ho však chcel otráviť.

Na zaparkovanú dodávku dopadne z balkóna telo Haley Tylerovej. Haley zomrela na bodnutie nožom. Vraha musela poznať, pretože mu sama otvorila. Haley bola z Texasu a bývala v luxusnom byte, ktorý pre ňu prenajal počítačový magnát Ian Gale. Galea nikto nevidel v práci už celých 6 týždňov. Poradca polície Sherlock Holmes vypátra, že si na falošné meno rezervoval celé poschodie hotela. Na poschodí je umiestnená jednotka intenzívnej starostlivosti. Galeovi bolo transplantované srdce, ale telo ho odmieta. Gale povie polícii, že Haley bola jeho nemanželská dcéra. Nikdy o ňu neprejavil záujem. Až keď ochorel, uvedomil si, že Haley má rovnakú krvnú skupinu ako on.

Zastrelená žena pred smrťou volala na políciu a označila za svojho vraha Bundscha. Toho už roky podozrievala, že uniesol a zavraždil jej sestru Elly. Sherlock je presvedčený, že podozrenie je pravdivé a rozhodne sa to dokázať.

Na policajnej stanici sa objaví mladík s brokovnicou, ktorý tvrdí, že je rytier a že zabil svoju kráľovnú, aby zachránil jej dušu. Polícia zistí, že ide o Silasa Coleho, ktorý trpí schizofréniou. V jeho byte policajti nájdu fotografie jeho priateľky Ruddy Hallingworthovej. Podľa informácii sa rozišli pred pol rokom. Ruddy je nájdená mŕtva vo svojom byte, strelená zblízka priamo do srdca. Na podlahe sú krvavé otlačky Coleových topánok, ale Holmes je presvedčený, že Cole nie je vrahom. Srdce bolo v stredoveku i sídlom duše a Cole chcel tú jej zachrániť. Ruddy mala rakovinu a liečila sa novým liekom, ktorý sa len testoval.

Médiá zverejnia, že finančný poradca newyorskej elity Donald Hauser viedol vo svojom výnosnom fonde pyramídový systém. Hauser sa chystá spáchať samovraždu, je však zastrelený neznámym páchateľom. Sherlock zistí, že Hausera odhalila novinárka Rosalyn Nuňezová. I tá je nájdená vo svojom byte mŕtva. Zmizne jej notebook.

Maskovaní muži vniknú do domu Fullerovcov, zastrelia otca rodiny a unesú sedemročnú Kayden. Max Fuller bol bohatým dedičom a únosca žiada výkupné vo výške 50 miliónov dolárov. Sherlock Holmes jeho hlas spozná, je to muž, ktorý sa vydával za Moriartyho. Moriartyová alias Irene Adlerová, veľká Holmesova láska, je vo väzení a Holmes je presvedčený, že únosca je jej agentom. Keď s ňou chce hovoriť, dozvie sa od FBI, že Irene s FBI a Scotland Yardom spolupracuje a bola presťahovaná do skladiska, kde ju stráži agent. Holmes si je istý, že Irene chystá útek.

Detektiv Bell nastúpi na nový útvar, kde odhalí vraha mafiána. Na jeho novom pôsobisku sa začne "vŕtať" i Sherlock, ale to nie je Bellovi po chuti. Stopy v prípade vraždy zavedú Sherlocka až k šéfovi Bellovho oddelenia.

Doktorka Joan Watsonová nájde medzi nevyriešenými prípadmi Sherlocka Holmesa i vraždu Douga Newberga. Pred časom bol zastrelený, polícia našla stopy DNA, ale nezistila, komu patria. Watsonová si v dokumentácii všimne zvláštny čierny kameň v stene pri jeho dome. Profesorka geológie Gay určí, že ide o morský vápenec z doby pred 65 miliónmi rokov. V kameni je ukrytá kostra malého dinosaura - nanotyrana. Podľa kurátora miestneho múzea Jeromeho Thomasa ide o veľmi vzácny nález, pravdepodobne pašovaný z Mongolska. Vrah kameň hľadal.

Sherlock Holmes rieši prípad vraždy baletky Nell Solangeovej, ktorá bola nájdená mŕtva na javisku v divadle. Zabitá bola nožom, ktorý patril jej konkurentke, primabaleríne Iris. Tá sa tak stáva hlavnou podozrivou, Sherlock ale tuší, že ona vrahom nie je. Ďalšími podozrivými sú Nellin bývalý priateľ Nicholas a bulvárny fotograf Jake, ktorý Iris sledoval a zistil, že mala s Nell milostný pomer. Watsonová súčasne pátra po bezdomovcovi Frevauxovi.

Sherlock Holmes rieši výbuch v reštaurácii, pri ktorom zahynulo šesť ľudí. Šlo o predstaviteľov banky a vlády. Je potrebné zistiť, či malo nešťastie nejaké ideologické pozadie.

Manžel nezvestnej ženy Gordon dostane po troch rokoch krabicu s jej odrezanými ušami a žiadosťou o výkupné. Vzhľadom k tomu, že sa manželia často hádali, hovorilo sa, že Gordon svoju ženu zabil. Telo však nebolo nájdené, a preto nemohol byť obžalovaný.

Doktor Barry Granger je nájdený mŕtvy vo svojom laboratóriu. Má pri sebe odkaz. Zdá sa teda, že spáchal samovraždu. Sherlock Holmes si však všimne isté nezrovnalosti.

Vo väzbe náhle zomrel známy vreckový zlodej. V jeho tráviacom trakte sa našlo roztrhnuté vrecko s antraxom, ktoré patrilo mužovi, ktorý je vzápätí tiež nájdený mŕtvy. Z jeho laboratória pritom zmizlo asi dvadsať kilogramov antraxu.

Žena, ktorú Sherlock stretol na terapeutických sedeniach, má nezvestnú sestru Paige. Sherlock ju nájde zastrelenú v blízkom parku spolu s mŕtvolou muža, ktorý pracoval pre firmu vyvíjajúcu bezpilotné lietadlá. Nedávno dal výpoveď a zveril sa do starostlivosti psychiatra. Sherlock je tiež nemilo prekvapený, keď sa v New Yorku znovu objaví jeho brat Mycroft.

Po únose Watsonovej sa Mycroft zveril Sherlockovi, že s jej únoscami uzavrel dohodu. Chcú ju vymeniť za kópie účtov najbohatších klientov súkromnej švajčiarskej banky. Sherlock s bratom musia vypátrať muža, ktorý spomínaný zoznam má.

Mycroft Holmes prezradil, že je agentom britskej MI6, ktorá oslobodila unesenú Watsonovú. Jeho nadriadený požiadal Sherlocka, aby sa pozrel na prípad ich bývalého analytika, ktorý bol zastrelený, keď u seba doma prekvapil lupičov.

Sherlock je presvedčený, že vraždu analytika MI6 má na svedomí človek, ktorý odtiaľ vynášal informácie. Spolu s Watsonovou nájdu šifrovacie zariadenie, z ktorého zradca odpočúvaním zaznamenal čas, dátum a lokáciu volajúceho a nechal si údaje vytetovať na paže.