Thám Tử Sherlock (Phần 4) vẫn là câu chuyện xoay quanh thám tử Sherlock Holmes và bác sĩ John Watson thế kỷ XXI với đầy kịch tính và đen tối. Trong mùa bốn, những hậu quả, những bóng ma trong quá khứ bị quấy rầy sẽ quay trở lại ám ảnh họ. Một câu chuyện nổi tiếng trong nguyên tác văn học của Conan Doyle là The Red-Headed League (Hội tóc hung) sẽ được các nhà biên kịch biến tấu và kể lại trong mùa này.