自第二季的惊人结局中复活后，夏洛克·福尔摩斯和约翰·华生再次回到伦敦破案。在这一季，他们面对了一个更为难缠的敌人――梅纳德主教。梅纳德主教威胁要销毁整个英国，并且逐渐接近夏洛克的软肋，让他陷入深度困境。与此同时，约翰面临着婚姻危机。夏洛克必须胜过心理学家和谜题大师之间角力，将自己从死亡阴影中解救出来，并拯救伦敦以及最重要的是拯救自己信任最多的朋友。