Сериал представляет собой вольную адаптацию произведений Cэра Артура Конан Дойла о частном детективе Шерлоке Холмсе и его напарнике, докторе Джоне Ватсоне. Действие перенесено из XIX в XXI век. Консультирующий детектив Шерлок Холмс, подыскивая соседа по квартире, с помощью своего товарища, знакомится с Джоном Ватсоном – военным врачом, вернувшимся из Афганистана. Шерлок сразу впечатляет Ватсона, рассказав ему о нем самом: о том, что он служил в Афганистане, и о том, что боль в его ноге – психосоматическая. Они поселяются в доме 221Б по Бейкер-стрит у пожилой хозяйки миссис Хадсон. Вместе Шерлок и Джон помогают Скотланд-Ярду в раскрытии сложных дел, используя методы наблюдения, анализа, дедукции, а также современные технологии.
