במהלך פשיטת סמים שוטרים אונסים אמא וילדה, ורולינס פונה לעזרתו של אליוט. בעקבות עדותו נגד האחווה אליוט נהיה מנודה במשטרה.

פרויקט בניית הקזינו הראשון בניו יורק מתעכב בגלל דייר שלא מוכן להתפנות מדירתו. מותו הפתאומי נראה כתאונה, אבל אליוט מתעקש שהוא נרצח.

משלוח של נשקים שיכולים לחדור כמעט כל שכפ"ץ שהיה בדרכו לווב, נגנב. דונלי מתבקש לאתר את הנשקים ולגלות מי הגנב.

אליוט מושעה מהמשטרה באופן פומבי, אך למעשה פועל כסוכן סמוי. נובה זוכה לקידום משמעותי במרסי קילרז.

אלבי מבקש מאליוט להעלים גופה בלי לספר לאיש. גילוי זהות הנרצח מוביל את הצוות לתגלית מאוד מפתיעה. ג'ט יוצאת לתחרות האקרים כדי לזהות את מי שיצר את אפליקציית ההודעות המוצפנות…

כשג'קסון עובר ניתוח, מיץ' וג'יימי מנסים למצוא תרופה למוטציה שעוברים בעלי החיים, באמצעות תא האם וה-דנ"א של הנמר.

הצוות נוסע לוושינגטון הבירה כדי להגן על מודיעה לשעבר של אורטיז לאחר ניסיון התנקשות בחייה. שרה עוזרת למשפחה של ג'ס לארגן את החתונה של ביירון ומארי.

אלישיה משתפת פעולה עם עו"ד מחוץ למשרד בהגנה על בתו של ג'ונאס סטרן, אחד השותפים במשרד שנגד משפחתה הוגשה תביעה. זאק ממשיך לנסות למצוא את הפרוצה שמופיעה בתמונות המזויפות עם…

מוחם של שני אנשים שונים עומס, והקשר היחידי שנמצא הוא ששניהם הורידו קובץ גדול לפני מותם.

היחידה מתחילה לחקור אירוע ירי בשוטר. כאשר שוטר נוסף נורה, הם חוששים כי מדובר ברוצח סדרתי.

עיתונאית צעירה נחטפת באמצע הרחוב. צוות החקירה אובד עצות בהתחלה, אך לאט לאט מתגלים פרטים הקושרים את החקירה לשחיתות ולעולם התחתון. בנוסף, לאחד החשודים בפרשה קשר רומנטי עם מנהלת צוות…

שרלוק לוקה באבדן זכרון זמני, ומגלה לחרדתו שהוא חזר הביתה עם תיק שבתוכו ראש כרות, ומבין שעליו לספר לפקד על מחלתו. הפקד משעה אותו, וג'ואן ומרקוס מנסים לברר אם הראש…

הולמס וד"ר ווטסון חוקרים את מותו של שחקן וידאו מקצועי שמת לאחר שהותקף מול האוהדים שלו במהלך משחק בשידור חי.

לאחר שאנליסט בחברת השקעות נרצח, נראה לכאורה שהרקע הוא פיננסי, אך עד מהרה מתברר שהוא מפתיע הרבה יותר. גרגסון פועל כדי לכלול את ווטסון ושרלוק בצל"ש שהעירייה מעניקה ליחידה שלו.

בפרק סיום העונה, החקירה מגיעה לשיאה כאשר הולמס ו-ווטסון מבינים למרבה הפליאה כי לא העריכו נכונה את השפעתו וכוחו של האויב החדש שלהם שמנסה כעת לנקום בהם.

ווטסון מגלה על מערכת היחסים הסודית של קפטן גרגסון עם שוטרת לשעבר. בינתיים, הומלס חוקר את הרצח של אישה אמידה, שהשאירה את כל הונה העצום אך ורק לכלבה האהוב.

הולמס מתבקש לארגן את השוד המושלם במתחם חמוש בכבדות וכמעט בלתי חדיר של כנופית אופנוענים, הסוחרים בסמים. בינתיים, ווטסון מסייעת לפיונה ובדרך מגלה דבר מה מפתיע על הולמס.

שרלוק ניצב בפני אישום פלילי לאחר התנהגות סוררת ואלימה, ואביו מגיע לניו יורק כדי לפתור את הבעיות של בנו המנוכר בכל האמצעים הנדרשים.

פרק 24 ואחרון לעונה. אלפרדו, מלווה הגמילה של הולמס, נעלם, והולמס צולל אל תוך חייו בחיפוש אחר רמזים.

אחד ממנהיגי קבוצת ההאקרים "כולם" מבקש עזרה משרלוק בבירור לגבי יריב בארגון, אך כעבור זמן לא רב היריב נרצח וכל הראיות מצביעות עליו כחשוד העיקרי…

ג'ואן ושרלוק חוקרים את מותו של מומחה בוטניקה וגנטיקה מבריק ונאה, וג'ואן מגיעה להחלטה חשובה העשויה להשפיע לרעה על שרלוק.

שרלוק וקיטי חוקרים רצח של בעל חנות שמותו קשור לסחר בלתי חוקי ביהלומים. גרגסון פוגע בקולגה, והקריירה שלו מוטלת בסיכון.

הולמס חוזר לניו-יורק עם שולייה חדשה ורצון לעבוד עם משטרת ניו-יורק לאחר שפוטר מהאם-איי-6. ג'ואן, הבלשית הפרטית של המשטרה, צריכה לאשר את בקשתו להצטרף למחלקה.

פרק 24 ואחרון לעונה. מערכת היחסים של הולמס ו-ווטסון מגיעה לצומת דרכים, אך הם מצליחים לשים את חילוקי הדעות בצד על מנת לעזור למייקרופט העומד בפני אישומי בגידה ורצח.

כשצעירה יפהפייה נרצחת, הולמס ו-ווטסון חוקרים את מערכת היחסים שלה עם מנכ"ל מיליארדר. בינתיים, מייקרופט מנסה לשכנע את שרלוק לעבור ללונדון.