第二季第一集以一場驚心動魄的炸彈和狙擊槍威脅開場，夏洛克、華生和莫里亞蒂的首次正式會面緊張而充滿懸疑。上一季的懸念在此刻得到了延續，而新的劇情也在此刻揭開了序幕。

夏洛克，這位舉世聞名的偵探，再次面臨挑戰。他接受了白金漢宮的重要委託，然而，這次的對手並非簡單的罪犯，而是一位亦正亦邪的神秘女子——艾琳·艾德勒。她聰明、狡猾，與夏洛克旗鼓相當，更是個讓他心動的女子。她的出現，讓夏洛克的生活再次充滿了未知與變數。

然而，更大的危機正悄悄逼近。莫里亞蒂，這位一直與夏洛克為敵的天才犯罪家，開始策劃一場前所未有的陰謀。他巧妙地讓大眾相信，夏洛克所有的事蹟全是虛構，使他從一個受人尊敬的偵探變成了名譽掃地的偽英雄。這一計策，無疑是對夏洛克的沉重打擊。

為了徹底打垮夏洛克，莫里亞蒂設下了一個看似無解的陷阱。他迫使夏洛克跳樓，企圖以此結束他的生命。然而，就在夏洛克身處絕境之時，莫里亞蒂卻突然吞槍自殺。這個結局出乎意料，讓人不禁疑問，夏洛克是否中了他的圈套？

《波西米亞醜聞》改編。

在福爾摩斯與莫里亞蒂生死相搏的緊張時刻，一通神秘電話的到來改變了戰局。電話那頭，一個妖嬈女人的手出現在畫面中，她掌握著莫里亞蒂極度渴望的東西。同時，福爾摩斯與華生回到貝克街，繼續處理各種案件。夏洛克因華生的部落格成為了“網路紅人”，引來更多尋求幫助的人，但大多數案件在他們眼中都顯得無聊至極。

某日，貝克街迎來了一位昏倒的男子，他帶來的案件是關於驢子友的死因。夏洛克認為此案不值得他親自出馬，於是華生代替他前往現場調查。然而，在兩人視訊交流的過程中，貝克街突然出現了不速之客，他們要求夏洛克換上正裝前往某個地點。同時，華生也收到了一架直升機的接送邀請。

原來，這一切都是麥考夫爵士的安排，他們被邀請到白金漢宮會見一位位高權重的委託人。這位委託人因為不雅照片落入了艾琳·艾德勒的手中而陷入困境，麥考夫希望夏洛克能夠找回這些照片。就在此時，艾琳也收到了夏洛克的照片，一場關於智慧與勇氣的較量悄悄展開。

夏洛克裝扮成被搶劫的樣子混入艾琳的家中，目睹了全裸的艾琳。艾琳毫不掩飾地指出了夏洛克的來意，而華生則在門口觸發火警，使得艾琳在驚慌中看向室內的鏡子，從而讓夏洛克發現了保險箱的所在。就在夏洛克即將破解密碼​​之際，幾個持槍的美國人闖入房間，逼迫夏洛克打開保險箱。

面對危機，夏洛克、艾琳和華生聯手製服了敵人，並趁機順走了保險箱裡的秘密手機。然而，他們隨即被發現，艾琳在夏洛克注射了昏迷劑後逃走。雖然夏洛克在這次交鋒中吃了虧，但他在與艾琳聊起驢友之死一案時，覺得“英雄惜英雄”，對她產生了好感。

麥考夫發現美國情報局插手此事後，警告夏洛克不要再管艾琳的事情。聖誕節時，貝克街舉辦了派對，夏洛克收到了艾琳的禮物──正是那支手機。在停屍庫裡，夏洛克發現了艾琳被毀容的屍體，情緒十分低落。然而，艾琳突然出現帶走了華生，告訴華生她沒有死，希望華生可以把她的手機從夏洛克那裡拿回來。夏洛克尾隨華生發現艾琳還活著，精神恍惚地回到貝克街後，發現美國情報人員綁架了房東哈德森太太，要求他交出手機。夏洛克意識到手機裡的東西不只是艷照那麼簡單，他收拾了歹徒，救了哈德森太太。

落難的艾琳來到了貝克街，手機裡的密碼設定是「I'm_ _ _ locked」（我被 _ _ _鎖住了），需要在中間填上密碼。夏洛克試了幾次不成功，只好把手機交給艾琳。艾琳有一份國安局的郵件密碼，夏洛克為她破解了出來，原來是恐怖分子要在航班上裝炸彈的航班號碼。艾琳偷偷把訊息發給莫里亞蒂，而後莫里亞蒂則傳簡訊給麥考夫証諷英國情報部。麥考夫知道計畫敗露後，將夏洛克約了出來。

原來英國和美國都在恐怖分子高層有臥底，將炸彈計畫洩漏給情報部。但是為了保護臥底的安全，他們不能直接阻止恐怖攻擊，於是他們就用屍體偽裝乘客來迷惑恐怖分子。然而這個計劃被夏洛克破解之後被艾琳透露給了和恐怖分子有聯繫的莫里亞蒂，導致計劃失敗。艾琳用手機裡剩下的機密要挾麥考夫交換大筆的條件和自身的安全，她坦言在玩弄夏洛克。

然而，夏洛克透過他們說話時艾琳脈搏加快、瞳孔放大的反應明白了艾琳對他的感情。所以他解開了密碼「I'm sher locked」（我被夏洛克困住了），表明艾琳愛上了夏洛克。艾琳知道秘密不在手的自己性命難保，她請求夏洛克幫助自己，但夏洛克什麼也沒說就離開了。幾個月後，麥考夫來找華生，告訴他艾琳被恐怖份子斬首了，希望他不要告訴夏洛克實情，就說艾琳在美國被當作證人保護起來了。華生這樣告訴夏洛克，夏洛克要求把艾琳的那個拍照手機幫他保管。

手機裡有許多艾琳給他發的短信，大多是“我們一起吃晚餐吧”，最後一條是和他道別。畫面轉到艾琳被斬首的現場，艾琳發送最後一條短信向夏洛克告別後認命的閉上了眼睛。但接著她聽到自己給夏洛克設置的特殊的短信提示音，轉頭看見夏洛克偽裝成恐怖分子的處斬人，對她說「我一說跑，你就跑。「夏洛克則將艾琳作為「那個女人」一直記在心裡——唯一一個打敗過自己的女人。

根據《巴斯克維爾的獵犬》改編。

在福爾摩斯偵探事務所的一個安靜午後，夏洛克·福爾摩斯陷入了深深的無聊之中。沒有大案可破的他，正苦於無處施展自己的才華。儘管華生醫生一直在一旁勸阻，但福爾摩斯對尼古丁的渴望似乎已經達到了無法忍受的地步。

就在這時，事務所的門被敲響了。一位名叫亨利的年輕人走了進來，他的臉上寫滿了焦慮與不安。亨利來自巴斯克維爾地區，一直籠罩在神秘傳聞中的小鎮。據說，當地的軍事基地正在進行著某種不可告人的生化研究，甚至有傳言稱，一些被改造了基因的巨型獵犬已經逃出了實驗室，給當地居民帶來了極大的恐慌。

亨利此行，是希望福爾摩斯能幫助他揭開這一切的真相。他的父親，正是在巴斯克維爾的山谷中神秘失踪，據說是被一隻巨型獵犬所殺。然而，在福爾摩斯看來，這不過是亨利童年陰影下的記憶扭曲，他對此並不抱太大希望。

然而，就在亨利準備離開時，福爾摩斯突然改變了主意。他決定親自前往巴斯克維爾，一探究竟。畢竟，對於一個偵探而言，沒有什麼比解開一個謎團更吸引人的了。

巴斯克維爾的風景與亨利的描述截然不同，小鎮上到處都是關於巨型獵犬的傳言，而這些傳言也吸引了大批遊客前來探險。福爾摩斯很快就從一位熱情的導遊那裡得知了一些關於巨型獵犬的信息，但這些信息似乎不足以解開謎團。

與此同時，亨利的精神狀態也逐漸惡化。他的心理治療似乎沒有太大的進展，反而讓他不斷回想起兩個字——「自由」和「裡面」。這兩個單字究竟隱藏著什麼秘密？

福爾摩斯決定深入調查。他利用從哥哥麥考夫那裡偷來的證件，潛入了巴斯克維爾的軍事基地。然而，他並沒有發現任何可疑之處。機緣巧合之下，他發現了曾經向他求助的小女孩的母親──斯泰普頓博士，居然是這個基地的研究員。這項發現讓福爾摩斯意識到，這個基地確實在進行某種不可告人的研究。

然而，就在福爾摩斯差點被發現時，弗蘭克蘭德博士出現了。他聲稱自己是亨利父親的好友，也是福爾摩斯的粉絲，並答應為他提供幫助。在弗蘭克蘭德博士的掩護下，福爾摩斯得以逃脫。

福爾摩斯和華生決定再次前往亨利家中，希望他們能親自揭開真相。然而，當他們在山谷中等待巨型獵犬的出現時，卻發生了意外。亨利被嚇得魂飛魄散，而福爾摩斯卻聲稱自己並沒有看到巨型獵犬。這是怎麼回事？

回到旅店後，福爾摩斯向華生坦露了心聲。他承認自己看到了巨型獵犬，但那種恐懼感讓他無法形容。雖然心中恐懼，但他的頭腦依然清晰。在談話中，福爾摩斯透露了自己沒有朋友的事實，這讓華生感到十分失落。

亨利的精神狀況愈發嚴重，這時福爾摩斯要求華生去跟亨利的心理醫生莫蒂梅爾談話。然而，他們的計劃被弗蘭克蘭德博士打斷了。在談話中，福爾摩斯察覺到了華生的情緒低落，他向華生解釋了自己沒有朋友的原因，並由衷地讚美了華生。

就在此時，雷斯垂德警官出現了。他是被麥考夫特派來「休假」的，但實際上卻是來協助福爾摩斯的。華生請雷斯垂德幫忙調查一個素食餐館，因為他在那裡發現了大量的肉類訂單。結果發現，這家餐廳為了招攬遊客，居然偷偷養了一隻大狗，並讓其四處留下腳印，冒充被改造過基因的巨型獵犬。然而，當他們找到這隻狗時，卻發現它已經死了。

福爾摩斯和華生在麥考夫的幫助下再次潛入軍事基地。他們發現了一些關於巨型獵犬的秘密檔案，原來這一切都是弗蘭克蘭德博士的陰謀。20年前，他參與了一種名為H.O.U.N.D.的藥物開發計劃，這種藥物可以使人產生恐懼和刺激，原本有望成為生化武器，但因對實驗者的傷害太大而被取消。然而，弗蘭克蘭德博士卻執著於自己的研究，並在秘密進行試驗。亨利的父親發現了這一切，為了阻止弗蘭克蘭德博士的瘋狂行為，他不幸被藥物所殺。這一切都被年幼的亨利看到了，但他的心靈無法承受這樣的真相，於是將記憶修改成了父親被獵犬攻擊。

為了掩蓋真相，弗蘭克蘭德博士不斷暗示亨利回到山谷，使其被迫攝取那種可以把人逼瘋的藥物。而巨型獵犬的傳言，也是他為了掩飾真相而故意散播的。

真相大白後，弗蘭克蘭德博士趁亂逃走，卻不小心走進了雷區。他感到愧疚難當，最後引爆地雷自殺。而亨利也在福爾摩斯的幫助下，終於走出了童年的陰影，勇敢面對了現實。

根據《最後一案》改編。

在倫敦的繁華背後，犯罪界的拿破崙——吉姆·莫里亞蒂，從未停止他的腳步。在倫敦塔、英格蘭銀行和倫敦本頓維爾監獄，一連串的大事件幾乎同時發生，彷彿在宣告著一場世紀對決的來臨。然而，對莫里亞蒂來說，這只是他與夏洛克這場小遊戲的序幕。

莫里亞蒂的目標是將夏洛克塑造成一個偽英雄，讓他的名譽掃地。他精心策劃了一連串的事件，使得夏洛克的名聲受到了嚴重的質疑。在公眾眼中，夏洛克的事蹟變得可疑，甚至被貼上了騙局的標籤。

然而，在夏洛克與莫里亞蒂的終極對決中，事態的發展出乎所有人的預料。在大廈的頂樓，莫里亞蒂以夏洛克身邊的朋友為人質，逼他做出選擇。夏洛克面臨艱難的抉擇，他必須在自己的名譽和朋友的生命之間做出決定。

就在此時，已經陷入瘋狂的莫里亞蒂竟然選擇了自殺，以迫使夏洛克跳樓。這一幕令在場的所有人都震驚不已。而就在夏洛克準備跳樓的關鍵時刻，約翰突然出現在樓下。夏洛克給華生打了一個電話，承認了自己是個騙子，並請他將真相公諸於世。然而，華生堅信夏洛克是無辜的，他懇求夏洛克停止跳樓。

為了朋友的生命和安全，夏洛克選擇了犧牲自己。他在華生的面前跳樓身亡，留下的最後一句話是「再見，華生」。

華生在夏洛克的墓前訴說著他們的過往，回憶起夏洛克的種種事蹟。他稱讚夏洛克是最好的人，是他見過的最有人性的人。儘管夏洛克曾經欺騙了他，但華生無法接受這個事實。他懇求夏洛克能再創造一個奇蹟，為了他而不要死。