بدأ الموسم الثالث بعد أن توجه شيرلوك هولمز إلى نيورك، وتولت جوان واتسون وظيفة محقق خاص تعمل مع شرطة نيويورك، وإذا بظهور العميلة كيتي الغامضة، والتي تم اختطافها واغتصابها من قبل رجل عنيف، فتبدأ الأحداث في التعقيد بعد وقوع سرقة برنامج الذكاء الاصطناعي، فيوافق هولمز على تولي القضية ويستعين بمساعدته واتسون، التي تُغار منها كيتي