深夜，一道黑影潛入貝克街221B。坐在暗處的夏洛克已等候多時，正等著貝爾納多自投羅網。貝爾納多的目標是壁爐架上的半身像，摔到地上，從碎片中取出一個用舊布包裹好的東西。打開舊布，露出發著幽光的波吉亞黑珍珠。一年多前，有人從一名羅馬收藏家手中偷走了珍珠。次日，貝爾納多就因另一樁案子被捕。慌亂中，他把珍珠塞進自家表弟陶瓷廠，一千座正在晾干的半身像其中一座。這些本是為了紀念皇家婚禮所制，但銷量不佳，只賣出六座。幾周前，連續發生五起入室盜竊，卻只留下打破陶瓷的現場。夏洛克機敏的推理出個中原因，高價收購第六座半身像放在家中，終于破獲了這起離奇盜竊案。

窮兇極惡的貝爾納多還想行兇，被擅長拳術的夏洛克當場制服，送去了蘇格蘭場。當著總督察瓊斯的面，他砸碎黑珍珠，里面藏有一枚波吉亞用于毒殺異己的中空戒指，又解開了數百年前的一樁神奇謀殺案之謎。

正在白廳通宵協助調查盧卡斯謀殺案的喬恩匆匆趕來，埋怨夏洛克不該輕易動手。萬一被打到腦袋，腦震蕩后遺癥復發可就麻煩了。喬恩對瓊斯一直沒什么好感，尤其不喜歡她稱呼自己為“醫生”。夏洛克只能從中盡量協調，相互磨合。辦好所有手續，天已大亮。二人結伴回家，各自走進221B和221A，好好補個覺。

光天化日之下，發生一起極為惡劣的搶劫案。劫匪將硫酸潑在受害者臉上，搶走手提包，駕駛摩托車逃離。受害者奎因女士被送到醫院時已休克，搶救手術又進行了全身麻醉，暫時無法提供線索。看到從她臉上取下的，被硫酸腐蝕變形的墨鏡，瓊恩只覺得后背發毛。

奎因在當地小有名氣，是八卦報紙《都市閃光燈》的御用模特。夏洛克和喬恩趕到醫院，和瓊斯一起見了主治整形醫生蓋瑞特。奎因目前情況穩定，不過臉上全是一、二級燒傷，可能會失去左眼，還有感染的風險。蓋瑞特很憤怒，這已經不是他第一次接觸到類似病人，每隔幾個月就會發生。

瓊斯的壓力也很大，以前潑硫酸是宗教極端份子的手法，后來被黑幫學了去，現在居然連搶劫都用上了這招，難怪民憤越來越大。瓊斯把破案希望放在了夏洛克身上，不久就接到消息，劫匪的摩托車找到了。

夏洛克和喬恩來到郊外小道，摩托車就丟棄在道旁的樹林里。車把被酸腐蝕，不可能找到指紋。道沿上有條清晰的車胎印，看來劫匪事先就計劃好換車。對搶劫案來說，這似乎太復雜了。嗅覺靈敏的夏洛克還聞到一股皮革被酸蝕的氣味，向樹林里走了幾步，從落葉下找到事主的手提包。包里也被潑了硫酸，手機、錢包都已損壞。這就證明，劫匪不是為財，而是另有目的，可能涉及到個人恩怨。

瓊恩傳來了壞消息，奎因剛被發現摔死在醫院的維修電梯井內。也許是毀容讓她產生了輕生的念頭，想從她那了解更多情況的路子斷了。奎因慘死，使得當地媒體群情激憤，直指警方破案不利。警方目前唯一的線索就是從手提包上提取到的半枚殘缺指紋，可能是兇手的，也可能是其他人的，還無法確定。技術部門登陸奎因的手機，了解到上月奎因與一個叫德里克的狗仔隊發生沖突，還扇了對方一巴掌，德里克就發了封威脅短訊。

德里克被帶回蘇格蘭場，否認傷害過奎因。案發時，他正和女友在酒吧觀看足球比賽，沒有作案時間。他提到一些照片，是奎因在某部電影首映式后酩酊大醉的鉆進一輛豪華車后座。照片的價值不在于奎因，而是與奎因在一起的人，《都市閃光燈》的老板卡維爾。德里克把照片賣給了卡維爾，不過為以防萬一，他私下留了幾張用于自保。

卡維爾有龐大的資產和媒體后臺，瓊恩不敢輕舉妄動，也叮囑夏洛克，取得確鑿證據前，不能接近卡維爾。夏洛克滿口答應，可他有其他辦法，比如讓曾經的學徒凱蒂出馬。凱蒂謊稱手里有一袋女王陛下的垃圾，借此在辦公室見到了卡維爾。當她一說起卡維爾與奎因的私情，就明顯察覺到卡維爾雙眼中的恨意。

沒多久，有一名摩托車騎手找到夏洛克和喬恩，送來卡維爾的郵件。夏洛克謹慎的讓他把郵件放在路邊，看著騎手離去才上前拿起郵件。信中，卡維爾邀請夏洛克和喬恩到城外別墅一聚，有要事商談

自從凱蒂離開辦公室，卡維爾就派記者去調查，順藤摸瓜查到了夏洛克和喬恩。在別墅相見后，卡維爾不否認自己深愛著奎因，因為奎因是他的女兒。他拿出了奎因的出生證明，那時他還只是牛津大學三年級的學生。孩子被父親強行從產房抱走，他連面都沒見到。直至四年前，他收到奎因的信。奎因不要名不要錢，只想了解自己的家人。卡維爾出于愧疚，幫女兒在報紙上出名，力捧她成為名模。

卡維爾不可能傷害自己的女兒，喬恩就想到會不會是仇人報復。可根本沒人知道卡維爾與奎因的關系，報復一說也無法成立。卡維爾提供一條線索，奎因的糟糕男友，名下擁有幾家夜店的弗拉德。夏洛克查下來，證實弗拉德的確是個人渣，還多次動手打過奎因，但與襲擊案沒有關聯。案發時，他正在開會，簽了筆投資合同。

奎因生前在社交網絡上很活躍，每天都要上傳數張自拍照，這與她的模特身份有關。喬恩打印出所有照片，發現一個問題。兩周前，奎因就沒發過新照片，上傳的都是舊照。除了一張，是她在泳池邊的躺椅上拍了手里的精致雞尾酒。

夏洛克請來奎因所住酒店的調酒師奇普，為自己和瓊恩調杯上好的雞尾酒，順便說說拍照那天的情況。奇普向瓊恩遞上自己精心調制的雞尾酒，說出當時奎因臉上纏著繃帶。繃帶橫穿鼻梁，在雙眼下方，明顯是經過整容手術。

醫院紀錄顯示，兩周前的周五晚上，奎因使用化名去了門診中心做眼瞼整形手術，想去除多余眼袋，可病歷卻記錄了蓋瑞特做的是隆鼻手術。嫌疑馬上轉移到了蓋瑞特身上，瓊斯立刻傳喚他到蘇格蘭場接受問訊。

如果蓋瑞特真做錯了手術，那等奎因消腫拆下繃帶后就會察覺。然后蓋瑞特面臨的將是天價索賠和名譽受損，因此他才會向奎因臉上潑硫酸并偽裝成搶劫，以毀去罪證。蓋瑞特想否認也沒用，殘留的硫酸腐蝕了手套，留在手提包上的半枚指紋正屬于蓋瑞斯，何況他的手指上還留有被酸燒傷的痕跡。

案子結束了，喬恩收到來自奇普的表白鮮花。這時，夏洛克手機上接到警監葛雷森的電話，接通才發現是馬庫斯。葛雷森被人發現倒在法拉盛的一條無人街道上，身上有槍傷。沒人知道發生了什么，連醫生也不知道葛雷森能否撐過今晚。