沿海小城，年轻警官杨家栋初来乍到，恰遇城建委主任唐奕杰坠楼身亡。杨家栋遂展开调查，发现唐奕杰坠楼案与和他关系甚密的紫金企业负责人姜紫成，还有几年前紫金企业合伙人阿云失踪案都有着密切的关系。杨家栋调查中惨遭革职、追杀，一路逃往香港，途中与死者女儿小诺意外邂逅，并在小诺的协助下继续追查，浑然不觉自己正落入一个纯情陷阱……

本季延续《神探夏洛克第二季》的剧情，在莱辛巴赫坠楼案两年后，华生（马丁·弗瑞曼饰）努力让生活重新步上正轨，集美丽与智慧于一身的玛丽·摩斯坦（阿曼达·艾宾顿饰）将与华生一同步入和谐浪漫的人生新阶段。然而此刻，夏洛克（本尼迪克特·康伯巴奇饰）却上演复活戏码，虽然这是华生祈祷已久的愿望，但当愿望实现时，他还是无法坦然面对一切。这一次，夏洛克和华生需要解决伦敦街道下神秘的阴谋、婚礼上突如而来的意外，及面对恶名昭彰且阴险的勒索之王——查尔斯·奥古斯都·马格努森（即原著米尔沃顿，拉斯·米科尔森饰）。夏洛克回来了，但一