Il fratello di Sherlock, Mycroft (interpetato da Rhys Ifans), arriva a New York a sorpresa. Sta per aprire un ristorante e con lui c'è l'ex fidanzata Nigella Mason. Mycroft chiede aiuto a Sherlock per risolvere un caso che coinvolge proprio Nigella. Sherlock, sebbene provi sentimenti contrastanti per l'inattesa visita del fratello, spronato da Watson decide di indagare sul il caso della sua ex, che ha disperatamente bisogno di fare chiarezza su un omicidio in cui lei è tra i sospettati... Sulla scena del delitto Sherlock trova una serie di quattro impronte che porta a un killer del cartello: El Mecanico.