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 ？

卡莉（派琵·蒙格玛丽PoppyMontgomery饰）拥有超越常人的记忆力，她的大脑就好像一台扫描仪，将所见所闻尽数记下。可是，拥有如此强大能力的卡莉偏偏忘记了曾经姐姐被谋杀一案的细节，而这起案件也就此成为了悬案。渐渐从悲伤中走出来的卡莉重新回到了警队的凶杀组，和自己的前男友艾尔（迪伦·沃尔什DylanWalsh饰）组成了搭档，为的就是有朝一日能够破解姐姐被杀的案件。和卡莉同属凶杀组的还有麦克（MichaelGaston饰）、罗伊（凯文·兰金KevinRankin饰）和妮娜（DayaVaidya饰）等人。在一起起沾染着鲜血错综复杂的谋杀案件中，卡莉能否凭借着自己的能力将真凶一一查出呢？而她和艾尔之间未尽的缘分又将如何续写呢？

警探詹姆斯·戈登(本·麦肯锡BenMcKenzie饰)是哥谭市警察局的新成员，他与搭档哈维·布洛克(唐纳尔·罗格DonalLogue饰)试图共同侦破哥谭市有史以来最引人注目的案件之一：托马斯和玛莎·韦恩谋杀案。在调查的过程中，戈登遇到了韦恩的儿子布鲁斯·韦恩(大卫·马祖DavidMazouz饰)，因为布鲁斯现在只能够由他的管家阿尔弗雷德(西恩·帕特维SeanPertwee饰)照顾，这迫使戈登需要尽快抓住凶手。一路上，戈登必须面对帮派老大菲什·穆尼(贾达·萍克·史密斯JadaPinkettSmith饰)，以及哥谭市未来的众多反派，比如塞琳娜·凯尔(卡麦蓉·毕坎多瓦CamrenBicondova饰)和奥斯瓦尔德·科波特(罗宾·泰勒RobinTaylor饰)。在这个过程中，戈登也将与布鲁斯建立意想不到的友谊，而这段友谊有朝一日也将有助于塑造这个男孩成为未来的黑暗骑士。