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）尽力让生活重新步上正轨，集美丽与才智于一身的玛丽·摩斯坦（阿曼达·艾宾顿饰）将与华生一起步入调和浪漫的人生新阶段。然而此刻，夏洛克（本尼迪克特·康伯巴奇饰）却演出复活戏码，尽管这是华生祈求已久的愿望，但当愿望实现时，他还是无法坦然面对全部。这一次，夏洛克和华生需要解决伦敦大街下神秘的诡计、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，但全部还和以前一样吗 ？