셜록 홈즈는 한눈에 타인을 파악하고 범죄 사건을 분석할 수 있는 그의 특별한 능력을 이용해 뉴욕 경찰을 도와 곤란한 사건들을 해결한다.

셜록은 그의 추리력을 활용하여 아파트에 들어가던 중 총에 맞아 사망한 젊은 남성의 살해 사건을 도와주기로 한다.

셜록과 조안은 범죄 현장에 풍선 한 묶음을 상징처럼 남긴 연쇄 살인범과 관련된 아동 유괴 사건을 상담한다.

비록 셜록은 은행원들을 경멸하지만, 그들로부터 헤로인 과다복용으로 사망한 월 스트리트 중역과 관련된 사건에 대한 의견을 얻는 것에는 동의하는 바이다.

셜록은 병원에서 쇠약한 말기 환자를 죽이고 자연사처럼 보이게 한 범인이 누구인지 찾으려 한다.

셜록은 소형 비행기 추락 잔해 속 시체를 보고 비행기가 추락하기 전 피해자가 살해되었음을 증명하려 한다.

셜록은 13년 전에 발생한 연쇄 살인 사건과 똑같은 수법으로 이루어진 이중 살인 사건의 수사를 돕는다.

두 명이 사망한 폭발 사건을 조사하던 셜록은 몇 년간 잠복기에 있던 범죄를 발견한다.

셜록은 그의 특기인 연역 추리를 이용하여 대학 교수의 살인범을 찾는다.

셜록은 '리바이어던'이라는 소위 해킹이 불가능한 은행의 금고가 뚫리자 수사를 위해 소환된다.

셜록과 조안은 맨해튼의 고급 호텔 총지배인 살인사건을 조사하던 중 시체를 공업용 세탁기 속에서 발견한다.

셜록은 자신을 뉴욕까지 따라온 영국 범죄자 M과 재회한다.

뉴욕 경찰에서 정직을 당한 셜록은 음모론자와 관련된 의심스러운 뺑소니 사고를 조사한다.

셜록은 예측 불가능한 범죄자인 하워드 엔니스가 다시 범죄를 저지르기 전에 그를 잡으려 한다.

셜록은 과거에 그와 거래했던 마약상 리스의 성인이 된 딸을 누가 납치했는지 알아내려 한다.

벨 형사가 피습을 당한 후, 셜록은 간단히 해결될 수 있다고 여겨지는 사건을 수사한다.

셜록은 누군가 자신을 불치병에 걸리게 했다고 생각하는 부유한 자선 사업가와 관련된 사건을 조사한다.

조안은 첫 단독 사건을 맡는다. 지하철역 플랫폼에서 발생한 살인을 언급하며 울먹이며 이별을 말하는 영상을 남편에게 남긴 한 여성의 실종 사건이다.

폭풍이 휘몰아치는 날, 셜록과 조안은 세계에서 제일 큰 현금 보관소에서의 강도 사건을 막으려 한다.

셜록과 조안은 강간 희생자들의 가족을 노린 협박범이 살해되자 공범을 찾아 나선다.

셜록은 심장마비로 사망한 사람이 모리아티의 희생자였다는 것을 알게 되고 모리아티를 다시 쫓기 시작한다.

셜록은 숙적을 찾길 기대하면서 모리아티라고 주장하는 사람의 사건 의뢰를 받기로 한다.

살인 사건으로 희생되었다고 생각했던 옛사랑 아이린 애들러가 다시 나타나자 셜록은 충격에 휩싸인다.

셜록을 마약 중독으로 이끌었던 떠들썩한 사건과 아이린과 모리아티의 관계를 보여 주는 회상 장면이 나온다.