เป็นซีรีส์ที่ดัดแปลงจากนวนิยายชื่อดังของ Sir Arthur Conan Doyle เล่าเรื่องราวของเชอร์ล็อค โฮล์มส์ นักสืบอัจฉริยะที่เคยทำงานเป็นที่ปรึกษาให้กับกรมตำรวจอังกฤษ เมื่อเขาย้ายมาที่นิวยอร์กเพื่อเข้ารับการบำบัดอาการติดยา พ่อของเขาได้จ้างโจนส์ วัตสัน อดีตศัลยแพทย์ที่ผันตัวมาเป็นนักบำบัดส่วนตัว เพื่อดูแลเชอร์ล็อคในระหว่างการบำบัด

ในเวลาเดียวกัน เชอร์ล็อคยังคงทำหน้าที่เป็นที่ปรึกษาให้กับกรมตำรวจนิวยอร์ก โดยมีวัตสันเป็นผู้ช่วยคู่ใจ ทั้งสองต้องเผชิญกับคดีซับซ้อนมากมาย และใช้ทักษะการสืบสวนอันยอดเยี่ยมในการไขปริศนาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในเมืองนี้