本季延续《神探夏洛克第二季》的剧情，在莱辛巴赫坠楼案两年后，华生（马丁·弗瑞曼饰）努力让生活重新步上正轨，集美丽与智慧于一身的玛丽·摩斯坦（阿曼达·艾宾顿饰）将与华生一同步入和谐浪漫的人生新阶段。然而此刻，夏洛克（本尼迪克特·康伯巴奇饰）却上演复活戏码，虽然这是华生祈祷已久的愿望，但当愿望实现时，他还是无法坦然面对一切。这一次，夏洛克和华生需要解决伦敦街道下神秘的阴谋、婚礼上突如而来的意外，及面对恶名昭彰且阴险的勒索之王——查尔斯·奥古斯都·马格努森（即原著米尔沃顿，拉斯·米科尔森饰）。夏洛克回来了，但一切还和以前一样吗 ？

《神探夏洛克》第四季将于2017年元旦回归BBC1，本季依旧为三集，标题分别为： 第一集：六座撒切尔像（The Six Thatchers）：编剧为Mark Gatiss，导演为Rachel Talalay； 第二集：倒下的侦探（The Lying Detective）：编剧为Steven Moffat，导演为Nick Hurran； 第三集：最后的谜题（The Final Problem）：编剧为Mark Gatiss和Steven Moffat，导演为Ben Caron。