ซีซั่นนี้เริ่มต้นด้วยการกลับมาของเชอร์ล็อกสู่ลอนดอนและความพยายามของเขาในการกลับเข้าสู่ชีวิตของวัตสัน ซึ่งในตอนนี้กำลังเริ่มต้นชีวิตใหม่หลังจากเสียเพื่อนรักไป การกลับมาของเชอร์ล็อกสร้างความตกใจและความโกรธให้กับวัตสันที่ไม่เคยรู้ถึงแผนการแกล้งตายของเขา แต่ในที่สุด ทั้งสองก็กลับมาร่วมมือกันไขคดีปริศนาครั้งใหม่
ซีซั่นนี้มีทั้งหมดสามตอนหลัก
The Empty Hearse เชอร์ล็อกกลับมาลอนดอนหลังจากหายไปสองปี และต้องเผชิญกับภารกิจยากลำบากในการอธิบายเรื่องราวที่เกิดขึ้นให้วัตสันฟัง ขณะเดียวกัน เขาต้องเร่งไขคดีและหยุดยั้งแผนการก่อการร้ายที่อันตรายที่สุดในประวัติศาสตร์ของเมือง
The Sign of Three เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับวันแต่งงานของดร. จอห์น วัตสันและแมรี่ มอร์สตัน เชอร์ล็อกได้รับเกียรติให้กล่าวสุนทรพจน์ในงานแต่งงาน แต่ระหว่างพิธี เขากลับพบว่ามีคดีปริศนาเกี่ยวข้องกับอดีตทหารที่อาจตกเป็นเป้าหมายของการลอบสังหาร
His Last Vow ตอนสุดท้ายของซีซั่น เชอร์ล็อกต้องเผชิญหน้ากับชาร์ลส์ ออกัสตัส แมกนุสเซน นักธุรกิจผู้ทรงอิทธิพลที่ใช้ข้อมูลลับแบล็กเมล์คนสำคัญในสังคม เชอร์ล็อกต้องทำทุกวิถีทางเพื่อโค่นล้มแมกนุสเซน แต่การตัดสินใจของเขากลับนำไปสู่ผลลัพธ์ที่คาดไม่ถึง
Sherlock Season 3 ไม่เพียงแต่นำเสนอคดีที่ซับซ้อนและท้าทาย แต่ยังเน้นไปที่ความสัมพันธ์ระหว่างเชอร์ล็อกและวัตสันที่ลึกซึ้งขึ้น พร้อมกับแง่มุมทางจิตวิทยาและการเติบโตของตัวละครที่ทำให้เรื่องราวมีมิติที่น่าสนใจมากยิ่งขึ้น