מפכ"ל משטרה של עיירה קטנה נרצחת במהלך השתתפות בסדרת מציאות, וחקירת הרצח מובילה לחשיפת פושע מלחמה מאוגנדה. שינוול מבקש מג'ואן עזרה, ולמרות שהיא לא סולחת לו, היא מסכימה, כדי לחסל…

חוקר של רשם הירושות נרצח, והחקירה מובילה לתעלומה סבוכה הקשורה לאוצר פיראטים. שרלוק מנסה לשכנע את ווטסון ששינוול הוא באמת רוצח, אבל היא לא מוכנה להקשיב לו.

מערכת נסיונית לאיתור קולות ירי מאתרת ירי באדם שמואשם בחטיפת אישה, והחקירה מסתבכת בשל שיקולים פוליטיים. שינוול ניצל מהתנקשות ומבקש מווטסון לשכוח מהעניין, אבל שרלוק מתעקש לחקור.

קיטי וג'ואן ממשיכות בחקירה אודות שרשרת הרציחות הקשורה ללונדון, אך החקירה מסתבכת כאשר הן מגלות קשר לממשלה ולסוכנות הביון. בינתיים, מערכת היחסים של שרלוק וקיטי מתוחים לאחר שהיא חולקת איתו…

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

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.

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.

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.