La carriera di Amaro (Danny Pino) è a rischio e Benson (Mariska Hargitay) deve prendere una decisione che le cambierà la vita. Richard Belzer torna nel ruolo di John Munch.
Holmes torna a New York con una nuova apprendista e un rinnovato interesse a lavorare con il NYPD dopo il licenziamento dall'MI6. Ma il capitano Gregson non lascerà che torni a collaborare con il dipartimento senza il permesso di Watson.
Carrie mette in gioco la propria vita per far uscire la sua squadra dal Pakistan.
Sherlock aiuta un genio della matematica della sua rete di esperti "insoliti" dopo che questi è inciampato su un corpo mentre partecipava a una gara di enigmi matematici.
Quando un rivoluzionario software di intelligenza artificiale viene rubato, Sherlock accetta il caso, ma si rivolge a Joan per la sua risoluzione quando si accorge di essere più interessato a confutare il computer che a trovare il ladro.
