Presque fortuitement, Sherlock découvre la vérité sur son frère : Mycroft fait partie des services secrets britanniques, le MI6, depuis une dizaine d'années, et s'était associé à la mafia française pour les besoins d'une enquête. Pour autant, Sherlock ne parvient pas accorder toute sa confiance à son frère. Le chef du MI6, Tim Sherrington, confie une mission à Sherlock : trouver l'assassin d'un analyste britannique qui avait annoncé détenir des informations sur une taupe au sein du MI6. Dans le même temps, Joan essaye de se remettre de son enlèvement et s'interroge sur ses relations avec Mycroft et Sherlock...