第一次世界大战进入最激烈之际，两名年轻的英国士兵斯科菲尔德（乔治·麦凯 饰）和布雷克（迪恩·查尔斯·查普曼 饰）受到指派，执行一场看似不可能完成的任务：他们必须和时间赛跑，冒险进入敌区传递一个重要情报，试图阻止一场对1600名士兵的致命攻击，这其中包括布雷克的亲兄弟。

夏洛克和华生将经历“更深更黑暗的浑水”，而宿敌莫里亚蒂也将回归，与夏洛克展开更深层的斗争……

本季延续《神探夏洛克第二季》的剧情，在莱辛巴赫坠楼案两年后，华生努力让生活重新步上正轨，集美丽与智慧于一身的玛丽·摩斯坦将与华生一同步入和谐浪漫的人生新阶段。然而此刻，夏洛克却上演复活戏码，虽然这是华生祈祷已久的愿望，但当愿望实现时，他还是无法坦然面对一切。这一次，夏洛克和华生需要解决伦敦街道下神秘的阴谋、婚礼上突如而来的意外，及面对恶名昭彰且阴险的勒索之王——查尔斯·奥古斯都·马格努森。夏洛克回来了，但一切还和以前一样吗？

第二季第一集承接上一季最后一集的剧情，从被炸弹和狙击枪威胁的夏洛克和华生和莫里亚蒂第一次正式会面开始。接着夏洛克在接受白金汉宫一份重要委托的案件中遇到了亦正亦邪的神秘女子艾琳·艾德勒，一位旗鼓相当的对手，一个使他心动的女子。这一次莫里亚蒂使大众相信夏洛克所有的事迹全是虚构，使之变成一个伪英雄名誉扫地。而为了彻底打垮夏洛克迫使他跳楼，莫里亚蒂竟立刻吞枪自杀，结局到底如何，夏洛克会因此中了他的圈套吗？

夏洛克·福尔摩斯不仅是著名大侦探更是一名时尚潮人，和他的好友兼得力助手约翰·H·华生陆续经历了离奇市民自杀案件、黑帮走私事件和倒计时炸弹杀人案。每一个案件看似独立，其实都有联系，两人每解决一个案子，就又会出现新的难题和无辜的受害者。经过抽丝剥茧，幕后黑手吉姆·莫里亚蒂终于浮出水面。在最后一集的交锋中，被炸弹和狙击枪威胁的夏洛克和华生该如何脱身呢？