大侦探福尔摩斯（小罗伯特·唐尼 Robert Downer Jr. 饰）即使在置人于死地之时也异常的逻辑清晰，然而办案时有条不紊的他在私底下的生活中简直就是个“怪胎”，至少在他的助手华生医生（裘德·洛 Jude Law饰）眼中他是这样一个人。他们亲手绳之以法的“黑暗巫师”布莱克大人（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）在临死前说死亡即是开始，随后艾琳·艾德勒（瑞秋·麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰）出现在他的身边要他帮忙找个失踪的人，而她身边有个影子般可怕人物。坊间传说黑暗巫师已经复活，他的墓地遭到破坏，而躺在棺材里的人另有其人。又到了大侦探福尔摩斯出马的时候了，然而调查过程从一开始就险象环生，助手华生医生在调查中更是险些丧命，福尔摩斯也陷入连串的迷团之中。
本片根据著名同名漫画改编，作者莱昂纳尔·威格拉姆（Lionel Wigram）。2010年第82届奥斯卡最佳艺术指导、最佳配乐2项提名、第67届金球奖音乐/喜剧类最佳男主角Robert Downey Jr.

和上一季相同，本季的《黑镜》也由3个故事组成，向观众展现了一个残酷而又现实的未来世界。
《马上回来》：一次车祸夺走了玛莎（海莉·阿特维尔 Hayley Atwell 饰）的男友艾什（多姆纳尔·格利森 Domhnall Gleeson 饰）的生命。在朋友的推荐下，玛莎利用艾什在社交网络上留下的信息塑造了一个具有人工智能的假艾什。刚开始玛莎只能通过手机听到合成的艾什的声音，不久之后，那个声音告诉玛莎，有一个方法可以让艾什“真正”的回到她的身边。
《白熊》：托尼（勒诺拉·克里奇洛 Lenora Crichlow 饰）从昏迷中醒来，发现自己在一间陌生的房间里并且失去了记忆。在她昏迷的这段时间中，世界显然发生了翻天覆地的变化，街道上充斥着无情的看客，而她竟然成为了杀人狂追杀的猎物。
《沃尔多一刻》：沃尔多是一只虚拟的蓝熊，出现在深夜的喜剧节目中，而站在它背后的，是配音演员杰米（丹尼尔·里格比 Daniel Rigby 饰）。沃尔多极高的人气让节目组产生了以它的形象参加国会竞选，而杰米发现自己逐渐变成了被操控的傀儡。