Sherlock interrompt une enquête à la campagne pour répondre à un appel impérieux du palais de Buckingham. Il est chargé de récupérer des clichés compromettants d'une princesse de sang royal, qui sont entre de mauvaises mains. Mais une rencontre avec Irene Adler le persuade que celle-ci est en possession de preuves bien plus dangereuses et, surtout, qu'elle est recherchée par des agents de la CIA et court un grand danger...

Sherlock Holmes s'ennuie ferme dans son appartement et attend avec impatience la prochaine affaire. Après avoir repoussé un e-mail venant d'une fillette le suppliant de retrouver son lapin lumineux, il reçoit la visite de Henry Knight. Il y a vingt ans, le petit Henry, alors âgé alors de 7 ans, a vu son père taillé en pièces par une créature monstrueuse, à Dewer's Hollow. Aujourd'hui, Henry est persuadé d'avoir reconnu les traces de pas du monstre et que le gouvernement cautionne des recherches secrètes en vue de la création d'animaux mutants. Sherlock et John se rendent dans les marais proches de Dartmoor, où des excursions touristiques sont organisées sur les traces des chiens fantômes...

Moriarty est à deux doigt de dérober les bijoux de la couronne, pour prouver que le fait est possible, et se laisse prendre. Alors que Sherlock témoigne lors du procès, son ennemi juré est finalement acquitté. Il rend ensuite visite à Sherlock et le nargue en se targuant de compétences informatiques exceptionnelles, lui ouvrant des perspectives criminelles hors du commun. Sherlock parvient à sauver deux enfants enlevés par son ennemi, mais ses déductions brillantes le rendent suspect aux yeux de la police. Les forces de l'ordre soupçonnent l'enquêteur d'être de mèche avec Moriarty. Ce dernier parvient à convaincre un journaliste qu'il n'est qu'un innocent acteur rémunéré par Sherlock Holmes...