第三集：最后的谜题（The Final Problem）：编剧为Mark Gatiss和Steven Moffat，导演为Ben Caron。
关于4×01《The Six Thatchers》，美国方面的官方剧情简介只有一句话：雄辩机智的福尔摩斯回到了英国，正赶上华生夫妇当上父母。英国BBC方面的官方剧情简介要略微长一点：一个特别的神秘案件令苏格兰场深感困惑，但夏洛克却对一个看起来无关紧要的细节更感兴趣。为什么有人要破坏已故首相撒切尔的形象？难道有一个疯子在肆意妄为？或者有人正在实施更加黑暗的计划？有些事情深植于玛丽-华生的过去。
《The Six Thatchers》这个标题无疑映射了柯南道尔的原著《六座拿破仑半身像》（The Adventure of the Six Napoleons）——凶手喜欢砸碎拿破仑的石膏像。4×02《The Lying Detective》毫无疑问与原著的《临终的侦探》（The Adventure of the Dying Detective）有关，福尔摩斯本应侦破一起案件，但他因患上一种罕见疾病濒临死亡，华生必须及时治好他。Toby Jones扮演的坏蛋Smith先生应该出现在本集中。4×03《最后一案》（The Final Problem）则根据柯南道尔的同名短篇小说改编，福尔摩斯和莫里亚蒂在一座瀑布边展开殊死搏斗，最后两人双双坠入河中，「葬」身在了无底的深渊。
