Второй сезон повествует о расследовании кражи государственных секретов, хранившихся в британской королевской семье. Пока агенты МИ-6 ищут компрометирующие документы, к Шерлоку Холмсу обращается чешский король Вильгельм Ормштейн с просьбой предотвратить скандал. В центре обоих событий оказывается Ирэн Адлер. Детективу предстоит выяснить мотивы её действий и возможную связь с утечкой правительственной информации.

Шерлок Холмс предпринимает попытку встретиться с Ирэн Адлер, однако ситуация развивается непредсказуемо. Для переговоров с ней Альберт организует контакт на публичном мероприятии. Параллельно происходит смерть ещё одного аристократа, замешанного в деле. После взрыва в доме на Бейкер-стрит и раскрытия истинных намерений мисс Адлер детектив активизирует расследование. Взаимодействие Шерлока, профессора Мориарти и Ирэн создаёт предпосылки для скандала, способного повлиять на стабильность Британской империи.