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1부, 빈 영구차 (The Empty Hearse)
전 시리즈에서 추락사로 모습을 감춘 셜록. 이번 시즌은 끔찍했던 2년 전 라이헨바흐 폭포 사건 이후 평범한 일생 생활을 보내고 있는 존 왓슨 박사와 함께 시작한다. 스릴과 모험이 가득 찬 지난 2년과는 다른 새로운 날들, 새 연인과 안정된 삶을 살아가는 왓슨. 하지만 런던의 거리는 여전히 테러리스트들의 위협으로 가득 차 있다. 한편, 자연스럽게 자신을 사망으로 위장하고 살았던 셜록 홈즈가 드디어 누구보다도 셜록이 돌아오길 간절히 바라던 왓슨 앞에 나타나는데...

2부, 세 사람(The Sign of Three)
셜록은 일생일대의 임무를 맡았다. 바로 왓슨 부부 결혼식에서 신랑 들러리 연설을 부탁 받은 것. 하지만 탐정 셜록의 일상에 평범함이란 없다. 행복해야 할 신혼부부의 결혼식에 치명적인 살인 위협이 서서히 다가오는데…
과연 천재적인 탐정, 셜록은 살인자의 계획을 수사하는 것과 동시에, 왓슨의 행복한 결혼식 연설을 무사히 마칠 수 있을까?

3부, 마지막 서약(His Last Vow)
편지 도난 사건에 착수한 셜록. 그러나 그것은 평범한 도난 사건이 아니었다. 셜록은 수사 과정에서 그의 숙적이자 협박의 대가, 찰스 어거스터스 마그누센과 마주하게 되는데…. 서부의 모든 주요 인사들의 사적인 비밀을 쥐고 있는 찰스. 과연 셜록은 서부의 거물 찰스에게 맞서 어떤 추리를 펼칠 것인가?