本季延續《神探夏洛克第二季》的劇情，在萊辛巴赫墜樓案兩年后，華生（馬丁·弗瑞曼飾）努力讓生活重新步上正軌，集美麗與智慧于一身的瑪麗·摩斯坦（阿曼達·艾賓頓飾）將與華生一同步入和諧浪漫的人生新階段。然而此刻，夏洛克（本尼迪克特·康伯巴奇飾）卻上演復活戲碼，雖然這是華生祈禱已久的愿望，但當愿望實現時，他還是無法坦然面對一切。這一次，夏洛克和華生需要解決倫敦街道下神秘的陰謀、婚禮上突如而來的意外，及面對惡名昭彰且陰險的勒索之王——查爾斯·奧古斯都·馬格努森（即原著米爾沃頓，拉斯·米科爾森飾）。夏洛克回來了，但一切還和以前一樣嗎？