בפתח העונה, שרלוק ו-ווטסון נוסעים ללונדון כדי לחפש בלש שעבד עם שרלוק, ומסייעים לו עם החקירה שבגללה הושעה מהסקוטלנד יארד. במקביל, אחיו של שרלוק שב לחייו.

פרק 24 ואחרון לעונה. מוריארטי דוחקת בהולמס לתת לה לנצח. הולמס עולה על קשר בין מוריארטי למצב פוליטי במקדוניה ומנסה במקביל למנוע את הרצח הבא שמוריארטי מתכננת.

רוצח סדרתי היושב בכלא מתאשפז בבית חולים ומנצל את ההזדמנות כדי לתקוף את שומריו ולברוח. מתברר שיש לו עניין אישי מול סוכנת האף-בי-איי שאחראית ללכידתו, ויתר על כן, מתברר שגם…

שרלוק מגלה כי רוצח סדרתי, שעל עקבותיו הוא דלק בלונדון, הגיע לניו-יורק. הולך וגובר החשש שיש לו עניין אישי בשרלוק עצמו. ווטסון חושבת שכדאי להאריך את משך שהותה עם שרלוק.

ההתרגשות של ארין לקראת תפקידה החדש מתערערת כאשר היא מגלה דבר או שניים על מי שקידם אותה. דני עומד לתפוס סוחר סמים ידוע אך משהו משתבש. ג'יימי עוזר לשון לבנות…

דני נקרא לזירת פשע בליל כל הקדושים כאשר גבר בתחפושת כומר מותקף על ידי אלמוני. גארט חולק סוד אפל עם פרנק. ג'יימי מנסה לעזור לקשיש מופרע שממשיך להיכנס לבניין בחיפוש…

בעלה לשעבר של ארין מגיע ליום ההולדת של בתם ומתעמת מולה בבית המשפט. פרנק פוגש בחור צעיר שנחוש להגיע למשטרה כדי למצוא את הרוצח של אמו. דני וג'קי חוקרים מקרה…

פושע שנורה ונהרג בעת נסיון שוד של משפחה מעלה דיון במשפחת רייגן. פרנק נמצא בקונפליקט לגבי מעצר של נערה בקולג'.

דני נאלץ להתמודד עם חקירה פנימית לאחר שהוא יורה בטעות בשוטר. בחקירה מתעכבים על מצבו הנפשי ברגע המעשה.

כאשר נערה צעירה נחטפת ומוחזקת למטרות כופר, החבר שלה נמצא בראש רשימת החשודים. ארין וצ'ארלס, לוקחים את הההתלוצצות הפלרטטנית שלהם צעד קדימה.

בעונה הרביעית של "אימת המתים המהלכים", נראה את העולם של מדיסון קלארק ומשפחתה בעיניים חדשות – עיני מורגן ג'ונס, שהצטרף לסיפור מהעולם של "המתים המהלכים".

הצוות נקרא לחקירה, לאחר שגופה נמשית מן הים, באי קרוב לחופי קליפורניה. בינתיים, ריגסבי מתחיל לצאת עם פרקליטת ציבור ודואג שמא זה יוביל למצב מוזר בינו ובין גרייס.

גיסו של ג'יין חוזר לעיר ומסתבך בחקירת רצח. למרות שהוא מסתייג, ג'יין נאלץ לבוא לעזרתו.

צ'ו מקבל קריאה לזהות קורבן רצח שהכיר. המקרה פותח פתח לעברו המפוקפק של צ'ו ולחשבון לא פתור שלו עם עצמו.

ג'ייסון פרנטיס, תלמיד בבי"ס לנערים בעייתיים, נמצא מת ביער. מתברר שהתלמידים מאמינים באגדת יער אפלה המאיימת על חייהם. ג'יין משתמש בחרדות הילדים כדי לחשוף את האמת.

ג'רד רנפרו, אסיר שהורשע באונס וברצח, מציע לג'יין סיוע במציאת רד ג'ון. מנלי מסרב לשתף פעולה וג'יין עוזב את המחלק. שאר חברי הצוות מתגייסים לעזרת ג'יין.

ויכוח מתפתח בראש הגבעה, בסוגיה הרת גורל. באלכסנדריה, מישון ורוזיטה חוששות לגורל הלוחמים ומחליטות לצאת. ריק יוצא לחפש בעלי ברית.