Sherlock will um jeden Preis herausfinden, was es mit seiner Schwester auf sich hat, die seit seiner Kindheit totgeschwiegen wird. Zusammen mit Watson stellt er seinem Bruder Mycroft eine Falle, um diesen zum Reden zu bringen. Was die beiden erfahren, bringt sie zum Schaudern: Die psychotische Eurus lebt auf einer geheimen Gefängnisinsel, auf der die "Unverwahrbaren" weggesperrt werden. Es handelt sich um die gefährlichsten aller Verbrecher, die weder therapiert noch in einer normalen Haftanstalt kontrolliert werden können. Gemeinsam mit Mycroft fliegen die Freunde auf die Gefängnisinsel. Dort begegnet Sherlock einem Dämon, der schon sehr lange auf ihn wartet: seine abnorm intelligente Schwester, die bereits als Kind getötet hat, mit dem totgeglaubten Moriarty im Bunde ist und Menschen auf beängstigende Weise zu manipulieren weiß. So gelang es Eurus trotz der Sicherheitsverwahrung, Sherlock als Klientin in London aufzusuchen und sich in das Leben von Watson einzuschleichen. Auf Sherrinford hat die Gefangene heimlich die Kontrolle übernommen, selbst der Gefängnisdirektor ist machtlos. Für Sherlock, Watson und Mycroft beginnt in den Zellen ein Spiel auf Leben und Tod, bei dem sich der Detektiv seiner eigenen verdrängten Kindheit stellen muss. Dieser Sherlock-Film bietet ein furioses Finale: Hauptdarsteller Benedict Cumberbatch muss in ein verdrängtes Kapitel der Kindheit seines Helden eintauchen und ein Rätsel lösen. Sian Brooke, in den vorigen beiden Folgen in die Reihe gekommen, hat nun ihren großen Auftritt als hochgefährliche Psychopathin, die ihren Bruder in ein Katz-und-Maus-Spiel zwingt. Die Drehbuchautoren Mark Gatiss und Steven Moffat zeigen noch einmal, was die Faszination der weltweit erfolgreichen Fernsehfilme ausmacht: exzellente Schauspieler, die rasante Erzählung mit vielen gewagten Wendungen, befeuert durch brillante Dialoge. In "Das letzte Problem" sorgen zudem Anspielungen an Klassiker des Mystery- und Horror-Genres für genial gesetzte Schauermomente.

London in der Gegenwart: Der selbstverliebte, aber auch brillante Sherlock Holmes und der ehemalige Militärarzt Dr. Watson teilen sich nicht nur eine Wohnung, sondern unterstützen auch Inspector Lestrade von Scotland Yard bei vermeintlich unlösbaren Fällen. Die beiden könnten nicht verschiedener sein, aber Sherlocks Intellekt und Johns Pragmatismus lässt sie eng zusammenwachsen.