歇洛克·福尔摩斯的药物成瘾的根源来自他的内心，在自己和华生医生的努力下，他暂时摆脱了毒品。可是，问题并没有消除，只是潜伏下来了，并且潜伏得很深。在第三季季终，福尔摩斯不幸复吸，其父听闻这一消息后赶往纽约。华生则在丧偶后回到福尔摩斯身边。
故事里的Sherlock Holmes（约翰尼·李·米勒 Jonny Lee Miller 饰）曾是苏格兰场（伦敦警察厅）的顾问，因毒瘾问题被送到纽约康复中心进行强制戒毒。结束这段不光彩的历史后在布鲁克林安顿下来。他的父亲为他安培了一位陪护——因酒瘾害死病人并失去医师执照的Joan Watson（刘玉玲 Lucy Liu 饰），来防止儿子复发。纽约警署巡官Gregson（艾丹·奎因 Aidan Quinn 饰）曾与Holmes一起工作过，对他的能力印象深刻。当知道Holmes来美国后邀请他担任纽约警署的刑事案件顾问。Watson因见识了他的办案能力对他刮目相看，两人决定合作干一番事业…