Temporada 2, Episódio 1: Um Escândalo em Belgravia - Sherlock e John recuperam fotos comprometedoras da dominatrix Irene Adler para Mycroft. "A Mulher" prova ser a igual intelectual de Sherlock, possuindo um telefone com segredos de estado. Sherlock decifra a senha do telefone dela, revelando "SHER" (EU SOU SHER-TRANCADO). Embora dada como morta, Sherlock mais tarde resgata Irene Adler da execução, confirmando sua sobrevivência e conexão complexa.

Temporada 2, Episódio 2: Os Cães de Baskerville - Sherlock e Watson investigam um cão monstruoso em Dartmoor, ligado a uma base militar secreta. Eles descobrem que o "cão" é uma alucinação induzida por uma arma química, parte de um projeto secreto. Dr. Frankland, o verdadeiro culpado pela morte do pai de Henry Knight, é explodido num campo minado ao tentar escapar. O episódio termina com a libertação de Moriarty de uma instalação governamental, prenunciando eventos futuros.

Temporada 2, Episódio 3: A Queda de Reichenbach - Moriarty executa um plano elaborado para destruir a reputação de Sherlock, incriminando-o como um impostor. Ele ameaça fazer com que assassinos matem John, Sra. Hudson e Lestrade, a menos que Sherlock cometa suicídio. No telhado de um hospital, Moriarty atira em si mesmo, eliminando seu plano de contingência. Sherlock então faz uma última ligação para John antes de saltar do prédio, aparentemente para a morte, para salvar seus amigos. O episódio termina com Sherlock observando secretamente John em seu túmulo.