
셜록의 예전 경찰 파트너가 사라지고, 조안과 셜록은 런던으로 향한다. 그곳에서 셜록은 사이가 멀어진 형 마이크로프트와도 화해해야 한다.
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약물 중독 재활 치료를 막 마치고 뉴욕으로 건너온 괴짜 천재 셜록 홈즈. 그의 아버지는 아들이 다시 약에 손대지 않도록 감시할 '소버 컴패니언'을 고용하는데, 그 사람은 바로 외과의 자리를 내려놓은 조안 왓슨이다. 원치 않는 동거로 시작된 두 사람의 관계는 셜록이 뉴욕 경찰의 자문 탐정으로 사건 현장에 뛰어들면서 조금씩 달라진다. 날카로운 관찰력과 거침없는 추리로 형사들조차 손대지 못한 난제를 풀어내는 셜록, 그리고 그 곁에서 의사의 시선으로 단서를 읽어내기 시작한 조안. 서로의 상처와 약점을 알아가며 진정한 파트너로 거듭나는 두 사람 앞에 뉴욕의 가장 복잡하고 기이한 사건들이 연이어 펼쳐진다.

셜록의 예전 경찰 파트너가 사라지고, 조안과 셜록은 런던으로 향한다. 그곳에서 셜록은 사이가 멀어진 형 마이크로프트와도 화해해야 한다.
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한 비밀 방정식에 수학자를 살해한 범인의 단서가 숨어 있다. 한편, 조안의 이전 의뢰인의 아들이 찾아와 돈을 빌려달라고 한다.
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셜록과 조안은 정부 기밀을 누설한 민간 하청업자를 보호하려는 사이버 운동 단체와 직면한다.
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셜록과 조안은 한 금융 서비스 회사 CEO의 살인 사건을 조사하던 중, 과거 셜록의 여자 중 한 명이 용의자라는 사실을 알게 된다.
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셜록과 조안은 조직범죄의 지저분한 지하세계를 파고들면서 조직 내 암살자의 살인 사건을 조사한다.
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그렉슨 반장이 일련의 가정 침입 사건을 저지른 복면 무장 괴한의 표적이 되면서 그의 사생활이 밝혀진다.
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마이크로프트는 뉴욕에서 셜록의 도움을 받아 전 약혼자와 그녀의 최상급 경주마가 죽기를 바라는 자가 누구인지 알아내기로 한다.
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셜록과 조안은 재계 거물과 연관이 있는 한 젊은 여성을 죽인 살인자를 쫓는다. 한편, 마이크로프트는 셜록의 런던행을 제안한다.
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한 젊은 여성의 자살 사건은 당국의 수사를 몇 년간 교묘히 피해 다닌 연쇄 살인범의 정체에 대한 실마리가 된다.
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정신적으로 불안한 남자가 경찰서에서 벨을 쏘고, 이 일로 셜록과 조안은 뉴욕 경찰서에 남을 수 있을지 재판을 받게 된다.
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살해당한 헤지펀드 매니저가 다단계 금융사기를 꾸미고 있었다는 사실이 밝혀지면서 그의 고객 모두가 잠재적인 용의자가 된다.
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셜록과 조안은 예전 숙적이었던 모리아티와 조우한다. 모리아티는 전 부하가 연루된 납치 사건에 대해 상의하기 위해 온 것이다.
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셜록과 조안은 통 안에서 발견된 시체와 마피아가 관련 있다고 믿고, 셜록은 벨과 잘 지내려 노력한다.
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셜록의 미결 사건 중 하나를 검토하던 조안은 희귀한 화석에서 흥미로운 연관성을 발견한다. 셜록은 금주 도우미로 활동한다.
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유망한 발레리나가 살해당하자 셜록은 발레리나가 속했던 무용단을 조사한다. 한편 조안은 사라진 노숙자를 찾아다닌다.
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폭파범을 쫓고 있던 셜록과 조안은 뉴욕에서 안보 고문인 레스트라드와 조우하며 폭파 용의자를 찾는다.
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몇 년 전, 아내를 살해했다는 혐의를 받은 남자가 익명의 쪽지를 받는다. 한편 레스트라드는 집을 떠나지 않는다.
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셜록과 조안은 저명한 암 연구원의 살인 사건과 최근 그의 과학적 성과 사이의 관련성을 수사한다.
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연쇄살인범에 의해 생긴 피해자들의 물린 자국. 조안이 수년 전 수술대 위에서 죽는 것을 지켜본 남자가 가장 유력한 용의자일 수 있다.
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좀도둑이 탄저병으로 사망하자, 셜록과 조안은 다른 누군가가 죽기 전에 병의 근원을 찾으려고 서두른다.
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셜록은 서포트 그룹에서 만난 사람의 실종된 여동생을 찾는 것을 도와주기로 하지만 실종자를 추적하던 그는 상상할 수도 없는 음모에 휘말린다.
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조안이 납치당하자, 셜록은 조안을 찾기 위해 형 마이크로프트와 마지못해 힘을 합친다.
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살인사건 수사가 생각했던 것보다 어려워지고, 셜록과 조안은 영국의 MI6와 파트너 관계가 된다.
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셜록과 조안은 점점 커지는 둘 사이의 균열 문제는 뒤로하고, 셜록의 형에게 반역죄의 누명을 씌우려 한 사람이 누군지 알아내려고 한다.
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