С самого начала заключительной серии Шерлок Холмс подтверждает: Амелия действительно его дочь. Он вспоминает, что её мать была беременна перед отъездом в Америку, но сам момент тогда не заметил. Однако на этом признании всё не заканчивается: на балу в американском посольстве готовится покушение на премьер-министра Великобритании лорда Солсбери.
Заговор организован группировкой "Красная нить" при поддержке леди Вайолет, инспектора Уитлока и Дана Мориарти.
Амелия и Клара оказываются на приёме вместе с Холмсом. Главный киллер — Герберт, переодетый официантом, стреляет в премьер-министра, но Холмс успевает вмешаться, спасает Солсбери и убивает нападавшего. На Герберте находят нашивку австро-венгерского флота, что подтверждает план заговорщиков: обвинить Австро-Венгрию и спровоцировать войну с Британией.
Леди Вайолет крадёт чертежи оружия у матери Амелии и собирается передать их венгерской стороне, чтобы ослабить Англию в грядущем конфликте.
Инспектор Уитлок должен был помочь убийце скрыться.
После раскрытия всех деталей леди Вайолет признаётся Амелии в убийстве её матери, нападает на девушку, но та в последний момент хитростью избегает опасности: Амелия привязывает шарф Вайолет к колёсам экипажа, и, когда та стреляет в Холмса и пугает лошадей, те срываются, ломая Вайолет шею. Так Амелия получает косвенное возмездие за смерть матери.
Мориарти пытается реализовать собственную схему: после смерти Герберта он планирует сам убить Солсбери, но Амелия заманивает его в проход, наполненный дымом, рассчитывая, что он не выберется.
Однако финал остаётся открытым: зрителю лишь показывают дыру в стене, и становится ясно — Мориарти ушёл, выжил, и теперь станет ключевым антагонистом в следующем сезоне.
В финальной сцене Холмс предлагает Амелии остаться в Лондоне и продолжать помогать ему в расследованиях, но при условии, что она будет скрывать своё настоящее имя и изображать служанку.
Судьба 2 сезона сериала пока не определена — продолжение официально не подтверждено.