夏洛克带着一名新学徒回到纽约，在被伦敦军情六处解雇后，他重新燃起了与纽约警局合作的兴趣。然而，格雷森不允许他在没有得到他的前搭档、纽约警局的新任私家侦探乔恩的允许下，重新为警局提供咨询。

当夏洛克和乔恩联手调查一起双重凶杀案时，夏洛克的新学徒对夏洛克和乔恩工作默契的嫉妒压倒了她的判断力，威胁到了调查工作。

夏洛克在参加数学谜题比赛时偶然发现了一具尸体，他帮助了他的“非正规”专家网络中的一位数学天才。乔恩在得知凯蒂的过去后，试图伸出橄榄枝。

夏洛克接手了一起人工智能软件程序失窃案，但他宁愿推翻计算机的能力也不愿找到窃贼，于是他找到了乔恩。当乔恩发现夏洛克瞒着她与安德鲁会面时，她与夏洛克正面交锋。

福尔摩斯和凯蒂调查了一起邮局店主谋杀案，该店主的死与非法钻石交易有关。与此同时，格雷森因殴打了一名纽约警察同事而前途堪忧。

福尔摩斯和华生在寻找一名为偷窃稀有地图而犯下谋杀罪的小偷。与此同时，华生开始担心夏洛克对凯蒂日益增长的私生活的干涉。

百无聊赖的夏洛克将自己的调查工作强加给了乔恩，后者正试图找到一位失踪了五年的女士，而唯一的线索就是她失踪地点的肉豆蔻气味。与此同时，乔恩与异地男友安德鲁之间的感情也受到了考验，因为一个过去的男人再次出现并请求她的帮助。

一名警官被谋杀后，福尔摩斯和华生与纽约警察局联手。此外，夏洛克还在寻找一个 "康复博客 "的创建者，他在博客中发布了自己在戒酒会议上的个人陈述。

当华生与福尔摩斯和凯蒂一起寻找一名失踪的护士时，这名护士的踪迹将他们引向了最近失踪的另一个人。

凯蒂试图找到一名离家出走的少年，而夏洛克和乔恩则在调查一起案件，一名杰出的生物工程师被谋杀，看起来是贩毒集团所为。此外，乔恩做出了一个重大的人生决定，但她担心这会对夏洛克产生负面影响，殊不知夏洛克也有自己的大新闻。

华生开始了她的新工作，成为一家保险公司的内部调查员。然而，当她和福尔摩斯联手除掉一个对凯蒂迫在眉睫的威胁时，她的注意力转移到了一个对她和福尔摩斯都很重要的案件上。

一名讨债人被谋杀，福尔摩斯和华生试图从数千名欠债消费者中缩小嫌疑人范围。与此同时，华生与安德鲁的关系也有了进展，安德鲁第一次邀请她去见他的父亲。

一起意外的事件让华生再次接触到了被她绳之以法的犯罪头目埃兰娜·马奇。此外，在华生分心的情况下，福尔摩斯与贝尔侦探合作调查了当地动物园的一起盗窃案。

福尔摩斯和华生在调查一连串谋杀案时，发现凶手在受害者身上留下了装有现金的信封。此外，福尔摩斯在华生经历个人危机后对她做出了慷慨的举动。

福尔摩斯在毒瘾最严重的时候被卷入了一名女子的谋杀案，为了找到他们之间的联系，福尔摩斯自己展开了调查。在华生的帮助下，福尔摩斯重新找回了自己的脚步，但线索却让他对自己的性格产生了怀疑。

福尔摩斯和华生调查了一起谋杀案，起初看起来像是一起路怒症事件，但当他们得知受害者死时被闪电冰冻后，案件有了新的进展。此外，当华生的母亲发现乔恩的哥哥有外遇时，她让乔恩陷入了尴尬的境地，不得不与哥哥对质。

一家共享出行公司的司机故意被一辆城市出租车撞倒，福尔摩斯和华生怀疑这是否是同行嫉妒。福尔摩斯与他的一位长期“非正规”顾问之间的偶然恋情变得复杂起来，因为这位女士提出了一个令人震惊的要求。

福尔摩斯和华生发现自己身处一场互联网内战之中，因为他们定期合作的匿名黑客组织 Everyone 的一名成员被谋杀了。

福尔摩斯和华生调查了一起职业怀疑论者谋杀案，此人以揭穿超自然、宗教和科学现象为生。当他的凶杀案暴露出对国土安全的潜在威胁时，案件变得十分紧急。此外，格雷森队长的女儿、纽约市警察局的同事汉娜也请求华生帮助她处理一起案件。

纽约市两名医护人员在一起绑架案中遇害，福尔摩斯和华生加入了追捕行动，以找到凶手和他绑架的女人。此外，福尔摩斯还得知了关于他的康复赞助人阿尔弗雷多的重要信息，这让他们之间的关系变得紧张起来。

在地下通道，一名中年男子被刺杀，案件开始侦查。通过指纹福尔摩斯锁定了一名女性在逃犯。而杀人案件却还没有结束。陆续在多个凶杀现场找到了该逃犯的指纹。而在福尔摩斯勘察该逃犯所越狱的监狱时却发现该罪犯并没有逃离该监狱而是被人杀死在了垃圾区。那么是谁杀了她？又是谁制造了这名罪犯外逃的假像？而她的指纹又是怎么跑到那些凶杀现场去的。谁是杀了那些人的真凶？夏洛克进行了追查。

福尔摩斯和华生正在调查一名福尔摩斯网上养蜂社区成员的死亡事件，该成员是一名研究东北部致命蜜蜂疫情的研究员。在调查过程中，他们遇到了塔拉·帕克，一位杰出的昆虫学家、学者和纽约养蜂协会的领袖。此外，格雷森警监在一次书本之外的调查中寻求华生的服务，帮助他做出了一个改变人生的决定。

福尔摩斯和华生开始了一项私人调查，因为福尔摩斯的康复担保人阿尔弗雷多突然失踪了。在深入阿尔弗雷多的生活寻找线索的过程中，福尔摩斯怀疑他们的朋友是否被绑架，或者更糟糕的是，他是否毒瘾复发。