Через шесть месяцев после отъезда, Ватсон открывает собственное детективное агентство и помогает поймать главу наркокартеля. Два месяца спустя, дело так и не сдвинулось с мертвой точки, а ключевой свидетель убита в охраняемом лифте. К своему удивлению, Ватсон обнаруживает, что Шерлок вернулся с новой протеже Китти Уинтер и работает по тому же делу, кроме того его уволили из МИ-6. Шерлок и Джоан должны найти способ преодолеть свои разногласия и работать вместе, чтобы найти убийцу, высококлассного киллера.

Шерлоку и Джоан придется объединить свои усилия в деле о расследовании двойного убийства, однако новая ученица Холмса, Китти, становится угрозой всему расследованию. Из-за зависти к Шерлоку и Джоан, Китти совершенно теряет настрой к работе и совершает одну ошибку за другой.

Гениальный математик во время очередной математической "охоты" находит труп. Шерлок решил помочь в расследовании этого дела, а Джоан узнав о прошлом Китти, предлагает ей присоединиться к группе поддержки.

Разработчик программного обеспечения Эдвин Борштейн создал искусственный интеллект под названием "Белла", и обращается к Шерлоку, потому что кто-то взломал его компьютер и сделал копию программы. Шерлок соглашается расследовать дело о краже, но вскоре Борштейн умирает от эпилептического припадка, казалось бы, вызванного "Беллой". Между тем, бойфренд Джоан, Эндрю, получает приглашение на работу в Копенгагене и Джоан подозревает, что Шерлок причастен к этому.

Шерлока и Китти вызывают, когда на улице находят оторванную руку, которая приводит их к делу, связанному с контрабандными бриллиантами и убийством. Кроме того, Шерлок заставляет подписать Китти соглашение о неразглашении, потому что он обнаружил написанную, но не опубликованную книгу Джоан "Дела Шерлока Холмса". Между тем, между Грегсоном и его дочерью-офицером полиции растет напряженность, потому что он избил другого офицера, изнасиловавшего его дочь.

Холмс и Ватсон ищут вора, совершившего убийство, чтобы заполучить редкую карту. Джоан обеспокоена постоянным вмешательством Шерлока в личную жизнь Китти.

Скучающий Холмс объединяет свои силы с Ватсон, когда она пытается найти женщину, которая пропала 5 лет назад. Единственная улика - запах мускатного ореха на месте ее исчезновения. Между тем, отношения Джоан со своим парнем на расстоянии подвергаются проверке на прочность, когда в ее жизни появляется человек из прошлого и просит о помощи.

Когда убивают офицера нью-йоркской полиции, Холмс и Ватсон подключаются к расследованию. Шерлок ищет человека, который публикует в блоге его личные заявления, сделанные во время встреч в группе поддержки бывших наркоманов.

Когда исчезает бывшая коллега Ватсон, ее подруга просит ее помощи в поиске пропавшей, следы женщины приводят Ватсон и Холмса к другому человеку, который также исчез. Несмотря на опасения своего куратора трезвости, Шерлок испытывает трудности с процессом трезвости, сочтя его слишком однообразным.

В то время как Китти пытается найти сбежавшего подростка, Шерлок и Джоан работают на делом, в котором убийство блестящего биоинженера выглядит как дело рук наркокартеля. Джоан принимает жизненно важное решение, но беспокоится, что это огорчит Холмса, не зная, что у него для нее тоже есть важные новости.

Джоан начинает работать в качестве следователя страховой фирмы. Однако, ее внимание переключается на дело, которое становится личным для нее и Холмса, когда они объединяют усилия, чтобы устранить непосредственную угрозу для Китти.

По мере того, как Китти начинает все больше нервничать из-за надвигающейся угрозы своей безопасности, Шерлок и Джоан объединяют свои усилия, чтобы помочь ей. Кроме того, раскрывается первопричина отношений Шерлока и Китти.

Когда убивают специалиста по взысканию задолженностей, Холмс и Ватсон пытаются сузить круг подозреваемых из нескольких тысяч людей, которые задолжали ему деньги. Между тем, отношения Ватсон и Эндрю прогрессируют, когда он просит ее встретиться с его отцом в первый раз.

Непредвиденные события снова сводят Ватсон с Иланой Марч, криминальным боссом, которую она передала в руки правосудия. Кроме того, пока Ватсон занимается этим делом, Холмс предлагает детективу Беллу стать его временным партнером для расследования кражи в местном зоопарке. Ватсон получает письмо от Мориарти.

Холмс и Ватсон идут по кровавому следу в мир денежной компенсации смерти, когда расследуют серию убийств, в которых убийца оставляет конверты наличных денег на жертвах. Кроме того, Холмс делает широкий жест в сторону Ватсон, когда она начинает страдать из-за последствий личного кризиса.

Когда Холмс оказывается главным подозреваемым в убийстве женщины, которая была убита во времена его зависимости, он копается в самом себе, пытаясь найти между ними связь. По мере того, как Холмс заново проходит свой путь с помощью Ватсон, подсказки заставляют его усомниться в самом себе.

Холмс и Ватсон расследуют убийство, которое изначально выглядит как несчастный случай в результате агрессивного поведения на дороге, но оно принимает новый оборот, когда они узнают, что жертва была моментально заморожена на момент смерти. Кроме того, когда мать Ватсон узнает, что брат Джоан изменяет своей жене, она ставит Джоан перед ним в неловкое положение - просит повлиять на брата, чтоб тот прекратил обманывать жену.

Когда водителя из компании по поиску попутчиков в поездку намереннно сбивает городское такси, Холмс и Ватсон задумываются, что возможно все дело в профессиональной зависти. Между тем, случайный роман Холмса с одной из своих давних "временных" консультантов осложняется, когда женщина просит о шокирующей услуге.

Холмс и Ватсон оказываются в центре гражданской войны, идущей в интернете, когда убивают члена "Всех", анонимной хакерской группировки, с которой они периодически работают.

Холмс и Ватсон расследуют убийство профессионального скептика, человека, который развенчивал паранормальные, религиозные и научные явления, сделав это своим образом жизни. Дело становится безотлагательным, когда его убийство раскрывает потенциальную угрозу национальной безопасности. Также, дочь капитана Грегсона, офицер полиции Нью-Йорка, Ханна, обращается к Ватсон за помощью по одному из своих дел.

Когда двоих нью-йоркских фельдшеров убивают во время похищения, Холмс и Ватсон присоединяются к охоте, чтобы найти убийцу и женщину, которую он похитил. Кроме того, Холмс узнает важную информацию о своем наставнике по трезвости, Альфредо, из-за чего их отношения осложняются.

Когда убивают судью, Холмс и Ватсон подключаются к межштатному поиску, чтобы найти главного подозреваемого, заключенного, сбежавшего из закрытой тюрьмы. Кроме того, когда Холмс применяет свой дедуктивный метод к новым отношениям детектива Белла, романтике приходится пройти проверку на прочность.

Холмс и Ватсон расследуют смерть члена интернет-сообщества Холмса о пчеловодстве, ученого, который изучал вспышку смертельной эпидемии среди северо-восточных медоносных пчел. В ходе расследования, они встречают Тару Паркер, блестящего энтомолога, академика и руководителя общества пчеловодства Нью-Йорка. Кроме того, капитан Грегсон привлекает Ватсон к внеслужебному расследованию, что помогает ему принять жизненно важное решение.