Alors que Sherlock risque la prison pour s'être violemment attaqué à son ancien dealer, son père est en route pour remettre de l'ordre. Bien que licenciés en tant que consultants pour la police, Holmes et Watson enquêtent sur la disparition d'une femme dont le mari fait figure de suspect idéal…

Morland Holmes propose d'user de son influence pour rétablir Sherlock et Joan comme consultant au sein de la police. Questionnant les motivations de son père, Sherlock accepte de collaborer avec le FBI sur un triple homicide commis dans un laboratoire neuroscientifique qui élaborait un algorithme de propagande américaine…

Holmes et Watson ont été réintégrés à la police mais Sherlock, perturbé par la présence de son père en ville, propose de l'aider à clore un projet en cours pour accélérer son départ de New York. Par ailleurs, les deux consultants participent à une enquête sur le meurtre de deux sosies…

Sollicitée par l'hôpital où elle exerçait comme chirurgienne, Joan enquête sur le meurtre d'une laborantine spécialisée dans la fertilité. Sherlock et Watson découvrent que la victime, mariée à deux hommes, vivait un ménage à trois après avoir vécu un ménage à cinq ; autant de suspects potentiels dans cette affaire. De son côté, Joan apprend qu'une policière de la répression des vols mène une investigation sur elle…

Holmes et Watson enquêtent sur le meurtre d'un archéologue, qui semble avoir été tué après avoir déterré un lot de jeux vidéo retirés du marché dans les années 80 et aujourd'hui d'une grande valeur. Par ailleurs, Alfredo, constatant que Sherlock ne se rend plus aux réunions d'anciens dépendants, redoute que leur amitié ne soit plus la même après l'affaire Oscar…

Un sniper abat quatre personnes et en blesse d'autres depuis l'étage abandonné d'un immeuble de Manhattan. Avant que Sherlock n'ait eu vent de cette affaire, son père l'informe que le tireur est un ancien membre des forces françaises et que la tuerie est en réalité un assassinat masqué. Pour ne pas compromettre l'indic de son père, Holmes doit découvrir qui était la cible avant d'en parler à la police…

Les restes d'un ancien agent du FBI sont retrouvés et Sherlock reprend ses affaires irrésolues. L'une d'entre elles attire son attention : une jeune fille est revenue dans sa famille après 10 ans de captivité mais le détective est vite convaincu qu'il s'agit d'une usurpatrice. Watson découvre que son beau-père a écrit une version très romancée de ses enquêtes avec Sherlock sous pseudonyme.

Holmes et Watson sont appelés sur une affaire : une femme est retrouvée morte sur un parking, étouffée par un sac plastique, et il s'avère que la victime était la fille d'un tueur en série renommé. Bell essaie de passer l'examen de sergent et Holmes l'encourage avant de réaliser que le poste n'intéresse pas vraiment l'inspecteur.

Sherlock et Watson aident sur une affaire pleine de rebondissements : un oligarque russe a été abattu devant une boite de strip-tease et ses assassins sont morts tués juste après dans une sortie de voiture qui ne semble en rien accidentelle. Watson reçoit la visite de Morland qui lui demande conseil sur le stockage de sang.

Sherlock a réussi à comprendre les raisons de la visite de son père : il le considère comme l'organisateur de sa tentative d'assassinat deux ans auparavant. Il choisit donc de tourner le dos à son père et se consacrer à une nouvelle affaire, le meurtre d'un conseiller révélant une opération frauduleuse de prêts étudiants offerts à d'anciens détenus.

Un corps amené à la morgue explose, tuant l'ambulancière qui le transportait et endommageant plusieurs corps liés à un cartel. La police suspecte donc la mafia mais Sherlock s'oriente plutôt vers une femme non identifiée retrouvée morte quelques jours plus tôt. Watson voit la détective Cortes réapparaître et lui demander son aide pour retrouver un homme ; Watson suspecte immédiatement qu'elle cache quelque chose.

Holmes est demandé sur une affaire particulière : cambrioler le repaire d'un gang de motards dealers avec l’aide d'un policier infiltré. Mais quand le policier est retrouvé assassiné, le braquage devient une enquête pour meurtre. Watson est contactée par un témoin d'une ancienne affaire et découvre que Holmes pourrait avoir des sentiments pour celle-ci.

Un mycologue meurt empoisonné avec plusieurs de ses élèves par une décoction de champignons vénéneux. Sherlock et Joan vont enquêter et découvrir que la vraie cible était la productrice des champignons. Joan se retrouve également à gérer les nouveaux voisins bruyants, en fait des locataires choisis pour nuire aux enquêteurs.

Sherlock et Joan sont appelés sur une affaire tendue : trois membres d'une triade chinoise ont été abattus et la police craint une guerre de rues. Pourtant, les premiers indices tendent à montrer que le tueur serait une vieille dame. En parallèle, la recherche du commanditaire de la mort de Morland continue, mais Sherlock ravive malgré lui les tensions avec son père, ravivant ce qui a causé la brouille profonde des deux hommes : la mort de May Holmes, la mère de Sherlock.

Une vieille dame meurt précipitée de son balcon, tuant un autre homme en atterrissant. Sherlock s'intéresse à l'affaire autant pour l'état des cadavres que pour les raisons du crime, une affaire d'immobilier complexe. Watson découvre que Gregson a une liaison avec une ex-policière au passé trouble et s'étonne quand, peu après sa rencontre, elle rompt avec le capitaine.

Un riche homme d'affaires meurt renversé par un camion et le seul témoin, un SDF ivre, affirme qu'il était poursuivi par une bête incandescente. Sherlock et Watson vont chercher s'il y a un lien avec les recherches sur les OGM que menait la victime. Sherlock s'inquiète également de la santé du légiste de la police, qu'il soupçonne de dépendance aux médicaments depuis l’explosion de la morgue.

Un justicier en tenue de super-héros est retrouvé mort. Holmes et Watson sont chargés de retrouver sa véritable identité mais aussi son assassin.

Sherlock et Joan sont engagés pour retrouver un médecin spécialiste des douleurs chroniques qui a disparu depuis plusieurs jours. Les premiers indices montrent qu'il revendait des médicaments pour financer son matériel de survivaliste. Joan s'inquiète pour Sherlock et sa relation avec Fiona.

Sherlock et Joan reçoivent une affaire inhabituelle : une agent immobilier qui organise des parties de poker illégales a été blessée par balle, accusée d'avoir permis le braquage d'une de ses parties secrètes. Sherlock est ravi de la distraction mais Joan pressent que leur cliente leur ment sur sa relation supposée avec Mycroft.

Sherlock et Joan sont appelés sur une affaire qui se complique très vite : une jeune femme tuée en pleine rue les mène à une galerie d'art contemporain où est exposé un selfie qui pourrait être une preuve innocentant un homme envoyé en prison pour meurtre. Joan est encore sur le coup de la découverte de l'existence de sa demi-sœur.

La taupe travaillant pour Morland Holmes est retrouvée morte dans ce qui ressemble à un braquage ayant mal tourné, mais Watson suspecte vite que seule la taupe était visée. Sherlock est agacé mais profite de l'occasion pour enquêter sur les affaires louches gérées par son père, cependant, un lien est fait avec la mort d'une psychiatre et l'affaire devient bien plus complexe.

Sherlock a identifié l'adversaire de son père : Joshua Vikner, brillant professeur d'économie et ancien amant de Moriarty, qui a depuis repris la tête de son organisation criminelle. Le détective décide de garder le secret et se concentre sur la capture de Krasnov, le tueur russe engagé par Vikner...

Sherlock et Joan trouvent une bombe à leur domicile. Quand ils apprennent que le chef de la sécurité de Morland a été agressé près de chez eux, ils en déduisent vite que quelqu'un dans l'organisation essaie de faire tomber Joshua Vikner. Devant l'ampleur du danger, Morland offre toute son aide à son fils, une décision qui a des conséquences lourdes...