Tập "The Six Thatchers": Sherlock điều tra một trường hợp con trai của một bộ trưởng được tìm thấy đã chết được 1 tuần trong xe hơi riêng, mặc dù lúc ấy cậu đang ở Tây Tạng. Trong khi đó, Sherlock phát hiện ra rằng bức tượng bán thân cuối cùng chứa một thẻ nhớ với thông tin về Mary. Khi Sherlock hỏi, Mary giải thích rằng cô ấy là một thành viên của một lực lượng đặc nhiệm tự do có tên là 'AGRA'. Sau đó Mary đánh thuốc mê Sherlock và bỏ trốn. Sherlock gặp Vivian Norbury trong Thủy Cung London. Khi cảnh sát và Mary đến, Vivian tiết lộ rằng động cơ của cô là giết đại sứ Anh, những người đã phát hiện ra rằng Vivian đã bán bí mật quốc gia.Vivian rút ra một khẩu súng và bắn Sherlock, nhưng Mary nhảy vào chắn và bị trúng đạn. Mary chết và điều này khiến mối quan hệ của Sherlock và John rạn nứt.
Tập "The Lying Detective": Sherlock vẫn giữ khoảng cách với John, người vẫn còn đau buồn về cái chết của người vợ (The Six Thatchers). Sherlock dùng thuốc quá liều đến mức bị ảnh hưởng bởi tác dụng phụ. Anh bị ám ảnh bởi Smith, bà Hudson đưa Sherlock đến gặp John để trị liệu. Sherlock cáo buộc Smith là một kẻ giết người hàng loạt nhưng không thành. Thất vọng, Sherlock định tấn công Smith bằng một con dao, nhưng bị John ngăn lại và John đổ lỗi cho Sherlock về cái chết của Mary. Sherlock được đưa vào bệnh viện của Smith, tại đây Smith thú nhận với Sherlock rằng hắn là kẻ giết người. Sau khi xem video của Mary, John tức tốc chạy đến bệnh viện và kịp thời cứu Sherlock trước khi anh bị Smith làm cho nghẹt thở. John hòa giải với Sherlock, và anh không đổ lỗi cho Sherlock về cái chết của Mary nữa. Một chi tiết gây bất ngờ, bác sĩ tâm lý của John tiết lộ tên mình là Eurus (tiếng Hy Lạp nghĩa là Ngọn gió đông), là em gái bí mật của Sherlock và Mycroft.
Tập '''The Final Problem'': Sherlock cùng Mycroft và bác sĩ John Watson phải đối mặt với mối đe doạ tiềm tàn của người em gái Eurus Holmes được xem là đã chết khi còn nhỏ của gia đình Holmes thông qua những thông tin và hồi ức của Mycroft. Cùng với đó cả ba cũng khám phá ra được mục đích thật sự và âm mưu đen tối của Jim Moriaty sau khi hắn tự kết liễu mình ở cuối tập 3 của phần 2.
