Neal Caffrey es un ladrón de guante blanco, que se escapa de una cárcel de máxima seguridad para ir en busca de su novia que le ha abandonado para siempre. Para cazar a Caffrey, el FBI llama a Peter Burke, el agente que le ha perseguido durante años y que fue el único que consiguió encerrarlo. El agente encontrará a Caffrey que le ofrece un buen trato, usará su experiencia criminal para ayudarle a atrapar a los ladrones más escurridizos del mundo a cambio de la libertad. Una relación muy especial que también compartirán Elisabeth, la mujer de Burke y Mozzie, el mejor amigo de este ladrón que ahora trabaja para los buenos.

Se trata de una actualización contemporánea de las historias de Sherlock Holmes de Sir Arthur Conan Doyle, en la que el detective vive en los Estados Unidos, concretamente en la ciudad de Nueva York. La serie está protagonizada por Jonny Lee Miller, en el papel de Holmes, y Lucy Liu, en el de Joan Watson. Holmes es un consultor de Scotland Yard caído en desgracia que abandona Londres y se instala en Brooklyn, Estados Unidos, con el fin de rehabilitarse de su adicción a las sustancias ilegales. Allí vivirá con su compañera de abstinencia, Joan Watson, una doctora con un pasado difícil que con su trabajo busca una oportunidad para ayudar a los demás. Ambos formarán un dúo que se encargará de resolver crímenes por toda la ciudad de Nueva York.3​ Holmes contará también con el apoyo del capitán de policía Thomas 'Tommy' Gregson (Aidan Quinn), un experimentado investigador que valorará la capacidad de Holmes para resolver misterios. En busca de los criminales en la ciudad más importante del mundo, Holmes y Watson aprenderán a trabajar juntos, y pronto descubrirán que se necesitan el uno al otro para superar sus problemas y también los errores de su pasado.

En un pequeño pueblo de Nueva York, un atormentado detective busca resolver crímenes escalofriantes mientras libra una batalla contra sus propios demonios.