Sherlock affronta le conseguenze della sua ricaduta e, nel tentativo di aiutare Watson a non perdere il posto di lavoro, tenta di risolvere un vecchio caso di omicidio.

Morland decide di sfruttare la sua influenza per reintegrare Sherlock e Joan come consulenti della Polizia di New York. Intanto, Watson indaga su un triplice omicidio.

Sherlock aiuta suo padre a risolvere un affare che lo tiene a New York, nella speranza che poi si allontani dalla città. Nel frattempo, insieme a Watson e alla polizia indaga su un caso di duplice omicidio in cui le vittime risultano essere l'uno il sosia dell'altro. Inizialmente pare essere coinvolto un sito che trova i sosia, ma dalle indagini verranno fuori informazioni su un vecchio caso di omicidio che sembrava archiviato.

Sherlock e Watson indagano insieme alla polizia sull'omicidio di una donna, la quale si scopre convivere con due mariti contemporaneamente. In realtà la donna aveva già in precedenza fatto parte di una di una famiglia allargata con i cui componenti aveva avuto problemi, per cui risultano tutti sospettati. Nel frattempo una poliziotta, Gina Torres indaga su Joan Watson,

Sherlock e Joan indagano sull'omicidio di un archeologo che sembra essere connesso al ritrovamento di un leggendario videogioco degli anni '80.

Il rappresentante di uno studio legale viene assassinato da un misterioso cecchino. Le indagini portano Sherlock a spostare la sua attenzione su un'altra pista da seguire.

Holmes e Watson indagano su un omicidio in cui la vittima è stata uccisa in un modo che ricorda i crimini di un famigerato, e già incarcerato, serial killer. Inoltre, Sherlock e Joan fanno da tutor al detective Bell per un esame da sergente di polizia che porterebbe a una promozione e a un posto in un altro distretto.

Holmes e Watson cercano un hacker informatico responsabile di tre omicidi, inclusa la morte di un miliardario russo in visita a New York City. Inoltre, Joan è sorpresa di ricevere un invito a cena da solista dal padre di Sherlock.

Il tentativo di riconciliazione di Holmes con suo padre subisce una battuta d'arresto quando Holmes e Watson scoprono che Morland ha tenuto un segreto che minaccia tutta la loro sicurezza. Inoltre, Holmes e Watson indagano su due omicidi collegati a un college a scopo di lucro e alle sue pratiche di reclutamento illegale.

Un cadavere imbottito di esplosivo viene fatto esplodere in un obitorio: questo cancella le prove dell'omicidio di una ragazza strangolata. Scoperto che questa era una spacciatrice si indaga su un ragazzino, che comprava droga da lei e che era ossessionato dalla ragazza. Il ragazzino si rivela però innocente: il padre, impaurito dalle problematiche sociali del figlio, aveva ucciso la ragazza per proteggerlo e infine fatto esplodere un cadavere per eliminare le prove. Watson viene contattata dalla detective Cortes, con cui aveva precedentemente avuto dei contrasti, la quale le chiede di aiutarla a trovare un criminale scomparso.

Sherlock continua a indagare sul tentato omicidio di suo padre e Watson viene incaricata da Fiona, un personaggio di un vecchio caso, di indagare sul suo capo. Sherlock intanto aiuta la narcotici a sottrarre alla Stirpe di Satana un computer contenente le prove di tutti i reati del gruppo. Il piano ideato si poggia totalmente sull'aiuto di un infiltrato che si scopre però essere un corrotto: assieme ad una collega voleva sottrarre milioni di dollari alla Stirpe di Satana, ma per avidità la donna lo uccide. Watson scopre che Scherlock è sentimentalmente attratto da Fiona e lo spinge ad avvicinarsi a lei.

Sherlock e Joan cercano un assassino che ha usato funghi velenosi per uccidere un professore di botanica e un gruppo di studenti dell'istruttore. Inoltre, quando Joan viene disturbata da un forte rumore della porta accanto, scopre che il suo vicino, Trent, sta affittando la sua casa tramite un sito di vacanze che si rivolge a festaioli duri.

Quando l'indagine di Holmes sull'attentato alla vita di Morland spinge la loro relazione tesa al punto di rottura, l'identità della madre di Sherlock viene rivelata. Inoltre, quando tre membri di una gang vengono assassinati, Holmes e Watson sono stupiti quando una donna anziana emerge come il loro principale sospettato.

Quando Watson incontra il capitano Gregson e la sua ragazza segreta, un ex ufficiale del NYPD, inavvertitamente mette in moto la rottura della coppia. Inoltre, Holmes e Watson indagano sull'omicidio di una donna ricca che ha lasciato la sua considerevole proprietà esclusivamente a un amato cane.

Su sollecitazione del ricco socio di Morland, Henry Baskerville, Holmes e Watson esaminano la morte di suo fratello e scoprono che un testimone ha visto l'uomo inseguito fino alla morte da un grande animale luminoso.

Dopo che un vigilante vestito da eroe dei fumetti è stato ucciso, Holmes e Watson devono trovare la vera identità dell'uomo e trovare il suo assassino.

Quando un medico sopravvissuto scompare, Holmes e Watson devono determinare se è uscito di proposito dalla griglia o se è vittima di un gioco scorretto. Holmes mostra un comportamento strano quando la sua relazione romantica con Fiona raggiunge un punto critico.

Una donna misteriosa che organizza partite di poker illegali e ad alto rischio arriva alle porte di Holmes e Watson e dice loro che la sua vita è in pericolo sostenendo di essere un'ex socia di Mycroft, il fratello di Sherlock. Tuttavia, mentre la coppia indaga, Joan sospetta che il loro nuovo cliente non sia sincero.

Mentre Holmes e Watson indagano sull'omicidio di una donna, scoprono che la sua morte è collegata a un'opera d'arte che ha legami con un crimine commesso quando era al college. Inoltre, sulla scia di una scioccante rivelazione personale, Watson tenta di stabilire una connessione con un cliente recente.

Quando Holmes e Watson vengono coinvolti in un'indagine per doppio omicidio, scoprono che le vittime stavano inscenando un falso omicidio proprio nel momento in cui sono state uccise. Inoltre, l'uomo interno di Watson nell'ufficio di Morland incontra un problema che minaccia di esporla a spiare Holmes e suo padre.

Il padre di Sherlock, Morland, diventa Sherlock e il principale sospettato di Joan in un'indagine per omicidio dopo che uno dei suoi dipendenti viene ucciso con il pretesto di una rapina.

Quando Holmes e Watson scoprono l'autore dell'attentato alla vita di Morland, trovano una connessione scioccante con se stessi.

Le vite di Holmes e Watson sono minacciate da un'influente rete criminale mondiale collegata al tentativo di omicidio di Morland Holmes. Inoltre, le lamentele di Sherlock con suo padre minacciano la loro alleanza per assicurare alla giustizia il loro reciproco avversario.