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.

Desde que el FBI creó la lista de los criminales más buscados en 1950, por sus hojas han pasado más de 521 personas lo suficiente ingeniosas y preparadas para eludir la justicia. Capitaneados por el experimentado agente Jess LaCroix, un pequeño equipo altamente cualificado se desplazará por todo el país para localizarlos. Y es que los criminales más audaces necesitan de un grupo de élite para ser capturados. Los agentes se enfrentarán a todo tipo de casos, que involucran a grandes conocidos del crimen organizado, donde las mentiras y el círculo más cercano de cada fugitivo son clave para dar con ellos. LaCroix y su equipo elaborarán perfiles, buscarán en el entorno del fugitivo y mirarán dónde nadie más mira en una exhaustiva y tensa investigación en la que cada minuto cuenta.