אדם שבנו הותקף מנסה במשך שנים לשכנע את הולמס ווטסון לחקור את התקיפה, אך הם עסוקים בעניינים דחופים יותר, עד שבסוף הוא נשבר ועושה מעשה נואש כדי לאלץ אותם לחקור…

חקירת רצח של ליצן בעיירה קטנה מובילה את שרלוק במקרה לחשיפת מזימה שמסכנת את כל ניו-יורק. מרקוס נקלע לתגרה בבר, שעלולה לסכן את הקריירה שלו ושל החברה החדשה שלו.

שרלוק גונב טלפון של אדם חשוד, מוצא בו סרטון של אישה חטופה ויוצא למירוץ נגד הזמן כדי להציל אותה. בינתיים, ג'ואן מתוסכלת כאשר שינוול מתעקש להסתדר לבד ולא משקיע בלימודים.

סוכן בסוכנות ללוחמה בסמים מאשים את ווטסון שהיא נותנת לנרקומנים מרשמים מזויפים. אז היא והולמס יוצאים לגלות מי האשם האמיתי. שינוול רוצה להיות מודיע משטרתי, ג'ואן עוזרת לו, אבל שרלוק…

ג'ואן חוששת לפיכחות של שרלוק כשהיא מגלה שהוא משקר לה לגבי מפגשי הגמילה. שרלוק וג'ואן מגלים שמותו של אדם שנגרם מבליעת נקניקייה מורעלת קשור לעבודת מעבדה על פריצת דרך בתעשיית…

חבר כנופיה נרצח בשטח של הכנופיה לשעבר של שינוול, ומתברר ששינוול נמלט מהזירה והשליך שם אקדח עם טביעות אצבעותיו. שרלוק משוכנע ששינוול אשם, וג'ואן משוכנעת שהוא חף מפשע, ונחושה להוכיח…

הולמס ו-ווטסון מחפשים שני רוצחים של צנחן שביצע קפיצה מבניין. ג'ואן נוקטת אמצעים דרסטיים כדי לוודא ששינוול לא יישאב בחזרה לחיי הפשע.

הולמס ו-ווטסון ניצבים מול חקירה של רצח המוני לאחר ששף ולקוחותיו מורעלים באורח מסתורי. ההתאהבות של הבלש בל בעמיתה לעבודה גורמת להולמס להבין שהקשר שלו עם פיונה ניצב בפרשת דרכים…

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.

להולמס ו-ווטסון יש חשודים רבים כשהם חוקרים את הרצח של איש שניהל חיים סודיים כנוקם בעברייני מין. כשעברו הפלילי של שינוול מונע ממנו למצוא עבודה, הולמס חולק על התוכנית של…

כשנודיסט נורה למוות באתר נופש לנודיסטים, מתגלה קשר בין הרצח לחטיפתה של עקרת בית שמוביל לעוד חקירה סבוכה שדורשת את כישוריהם המיוחדים של שרלוק וג'ואן.

כששרלוק נחטף על ידי ראש כנופייה ונדרש לגלות מי רצח שלושה מחברי כנופייתו והמבריח החביב עליו, הוא נקלע לחקירה סבוכה של גניבת פריט יקר ערך מההיסטוריה הסינית.

עונה חמישית לעיבוד המודרני לעלילותיו של הבלש שרלוק הולמס. העונה, שרלוק ימשיך לעסוק בפתרון הפשעים הכי מסובכים, בעוד ווטסון תפגוש פציינט מעברה כמנתחת – אסיר משוחרר, ותעזור לו בשיקום.

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 מבינה שהרצח במסעדה הוא הסחת דעת, ונאלצת לספר לשרלוק על מעשיה. מה שגורם לו להיות בטוח בכך שאבא שלו עומד מאחורי הרצח. ומאלץ אותו להתמודד עם המטען הגנטי שהוא…

ווטסון והולמס עולים על עקבותיו של האדם שעמד מאחורי הנסיונות לפגוע בחייו של מורלנד, אך העקבות מובילים אותם לגילויים מדהימים חדשים.

רצח כפול מוסווה כחטיפת רכב, והצוות מנסה להבין מה הקשר בין הנרצחים, ומי רצח אותם. אמיל קורץ חושד שמורלנד עלה עליו, והוא חושש לחייו.

צעירה נרצחת ביריות, ומתברר שתמונתה הוצגה בתערוכה של צלם מפורסם, אך נגנבה משם, והצוות מנסה להבין מה הקשר בין הגניבה לרצח. ווטסון נפגשת עם לין, אבל הסיפור שלה הוא לא…

שרלוק ו-ווטסון חוקרים את היעלמותו של רופא, אשתו טוענת שהוא כלל לא נעדר, אלא ברח עם אישה אחרת, אך שרלוק טוען שהוא לא מתאים לפרופיל של בעל בוגד.

אשה מסתורית המקושרת לאחיו של שרלוק מבקשת מהולמס ומווטסון עזרה כיוון שחייה בסכנה, עד מהרה מתגלה תחום עיסוקה הלא חוקי וג'ואן מפקפקת באמינותה.

בחור שהתחפש לגיבור על וסייר בשכונתו כדי להילחם בפשע, נרצח, ושרלוק מנסה לברר מי רצה במותו. מורלנד מבקש מווטסון לברר אם יש בחברה שלו חפרפרת, ושרלוק חושש שזה יסכן אותה.

ווטסון והולמס חוקרים את נסיבות מותו של אחיו של הנרי בסקרוויל, שהשמועות טוענות כי נדחף למותו ע"י חיה ענקית וזוהרת, ואגדית מדי בכדי להיות אמיתית.

זהות אמו של שרלוק מתגלה, ויחסיו המתוחים עם מורלנד מגיעים לנקודת שבירה. בינתיים, שלושה גנגסטרים סיניים נרצחים, וגרגסון נחוש לגלות מי רצח אותם כמה שיותר מהר, בכדי למנוע מלחמת כנופיות.

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.

חוקר פטריות הזיה מפורסם וכמה מהסטודנטים שלו, מתים מהרעלת פטריות, ושרלוק לא מאמין שאדם כמותו היה מתבלבל בין פטריות הזיה לפטריות רעל. השכנים של שרלוק עושים המון רעש, וג'ואן נחושה…

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.

גופת הומלס שמובאת לחדר המתים העירוני מכילה פצצה, שמתפוצצת ומשמידה ראיות. הצוות מנסה לברר מי רצח את ההומלס, וכך להבין מי שתל את הפצצה. להפתעתה של ווטסון, הבלשית קורטז מבקשת…

ווטסון והולמס מחפשים האקר מחשבים שאחראי לשלושה מעשי רצח, כולל מותו של מיליארדר רוסי שביקר בעיר ניו-יורק.

ווטסון ושרלוק חוקרים שני מקרי רצח, הקשורים למכללה ושיטות הגיוס לא חוקיות שלה. מערכת היחסים של שרלוק עם אביו, מקבלת תפנית לרעה כאשר שרלוק מגלה כי אביו מסתיר סוד שמאיים…

אישה הרה נרצחת, והולמס יוצא למצוא את האחראי למעשה. בל נפגש בחשאי עם ווטסון, והולמס חושד בכוונותיו.

ווטסון זועמת כשהיא מגלה כי אביה החורג כתב ספר פשע, המבוסס על עבודתה עם שרלוק מבלי ידיעתה. בינתיים, ווטסון ושרלוק חוקרים את נסיבות מותו של סוכן אף-בי-איי בדימוס.

מורלנד מציע את עזרתו כיועץ, כדי לעזור לשרלוק ו-ווטסון בחקירה חדשה בה ארכיאולוג נרצח לאחר שחיפש עותקים של משחק הוידאו הגרוע בהיסטוריה.

צלף מיומן תוקף קהל במרכז מנהטן, והתוצאות טראגיות. מורלנד מציע את עצמו כיועץ "מיוחד" בכדי לעזור לווטסון ושרלוק בחקירה.

טכנאית במרפאת פוריות בביה"ח שבו עבדה ווטסון נרצחת, ומתברר שהיא חיה בצורה לא ממש שגרתית. בלשית מקוני איילנד שואלת את חבריה של ווטסון שאלות אישיות לגביה, והיא מנסה להבין מדוע.

שרלוק מציע לעזור לאביו לפתור בעיה בעבודה בתמורה לעזיבתו המהירה מניו-יורק. בינתיים, ווטסון והולמס חוקרים רצח של שני גברים שנראים כאחד. הבדיקה מובילה אותם לעולם של טכנולוגיית זיהוי פנים.

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

כאשר מורלנד מציע לנסות להחזיר את שרלוק וווטסון לשורות המשטרה, שרלוק בטוח כי אביו קשור לכך, ומפקפק במניעיו האמיתיים. בינתיים, באין הצעות עבודה באופק, ווטסון מצטרפת לאף-בי-איי בנסיון לפענח רצח…

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

חוקר ממשרד החקלאות נרצח, והולמס חושד שהוא נרצח משום שהוא גילה מהי הסיבה לעלייה החדה בהפרעת התמוטטות המושבה, שגרמה למותן של מאה מיליון דבורים. גרגסון מקבל הצעה לקידום ומבקש מווטסון…

שופט נמצא מת, ועל הולמס ווטסון לאתר את החשודה העיקרית ברצח, אסירה במנוסה.