Die Recherchen zu Charles Augustus Magnussen zeigen Marys wahres Gesicht.

John Watson (Martin Freeman) ist bass erstaunt: Nach seiner Heirat hat der Doktor länger nichts mehr von seinem Freund gehört, doch nun muss er Erste Hilfe in einer Unterkunft für Drogenabhängige leisten und trifft dabei Sherlock (Benedict Cumberbatch) zwischen Junkies an. Die extravagante Tarnung gehört jedoch zu dessen neuem Fall. Lady Elizabeth Smallwood (Lindsay Duncan), eine hohe Regierungsbeamtin, hat sich an Holmes gewandt, weil sie von einem gewissen Charles Magnussen (Lars Mikkelsen) mit alten Liebesbriefen ihres Ehemanns unter Druck gesetzt wird. Der Medientycoon bewahrt in seinem Privatarchiv eine gigantische Menge vertraulicher Informationen auf, mit der er ganze Staaten in die Knie zwingen kann. Man hat ihn besser nicht zum Feind - sogar Sherlocks Bruder, dem MI6-Agenten Mycroft (Mark Gatiss) nötigt dieser "Napoleon der Erpresser" Respekt ab. Entsprechend unkonventionell ist Sherlocks Strategie: Der Detektiv lässt sich auf eine Beziehung mit Magnussens Privatsekretärin Janine (Yasmine Akram) ein, die ihm den Zugang zum Hochsicherheitstrakt von dessen Machtimperium ermöglicht. Im Büro des Erpressers kommt es jedoch zur schicksalhaften Begegnung mit einer Frau, die Holmes hier am allerwenigsten erwartet hätte. Sie feuert einen Schuss auf den überraschten Meisterdetektiv ab. Aus dieser tödlichen Situation gibt es keinen Ausweg - es sei denn, Sherlocks Gedanken sind schneller als das in seine Brust eindringende Projektil. An der Grenze zwischen Leben und Tod trifft Sherlock auf einen unerwarteten Verbündeten und einen ebenbürtigen Gegner. Mit britischem Humor und kaum zu überbietendem visuellen Einfallsreichtum wird der Zuschauer durch den "Gedankenpalast" des Meisterdenkers geführt. Während Benedict Cumberbatch in der Titelrolle neue Akzente als vermeintlicher Frauenheld setzt, müssen Martin Freeman und Amanda Abbington als Mr. und Mrs. Watson ihre erste Ehekrise durchstehen. Der Däne Lars Mikkelsen verkörpert einen völlig neuartigen Typ von Superschurken - und zu guter Letzt gibt es ein unerwartetes "Wiedersehen" mit dem Bösewicht Moriarty.

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.