בעל רשת מכוני כושר נרצח במהלך שחזור של קרב ממלחמת העצמאות, והחקירה מסתבכת. מצבו של שרלוק הולך ומחמיר, והרופא שלו אומר שהפתרון היחיד הוא לצאת לחופשה ארוכה.

מפקח במשרד האנרגיה נהרג ממכת ברק, אבל שרלוק משוכנע שמדובר ברצח, והחקירה מובילה לחשש מפצצה גרעינית בניו יורק. אביה הביולוגי של ג'ואן נפטר ומותיר לה מכתב, אבל היא לא מוכנה…

עונה שישית לעיבוד המודרני לעלילותיו של הבלש שרלוק הולמס. העונה, לאחר שלקה באובדן זכרון זמני, שרלוק לא חושף בפני ווטסון את מצבו, דבר שמשפיע על עבודתו ויכולתו לחקור פשעים וגורם…

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…

הולמס ו-ווטסון חוקרים רצח שמכניס אותם לעולמם של אחת הכנופיות הקטלניות ביותר בניו-יורק. בנוסף על כך, התנהגותו של שרלוק הופכת לאי יציבה כאשר הוא יוצר קשר בחשאי עם אישה מסתורית.

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.

חבר של שרלוק מת מהתקף לב, קיטי מופיעה לפתע בניו יורק וטוענת שהוא נרצח ולמעשה מדובר ברצח השלישי שמוסווה כמשהו אחר. לדעתה הבאים בתור הם היא ושרלוק.

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.

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…

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…

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…

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…

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

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.

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.

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.

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.

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.