《三毛猫福尔摩斯的推理》分集剧情介绍（1-11全集）大结局
经法医官现场的检查，发现死者的颈部有被注射的痕迹，可能是被注射器毒杀，应和枪击案无关。死者名叫神田勇一，30岁，他的身边发现有恐吓信。同时，片山在死者的记事本里发现一张高中女生的照片。片山和石津到神田家调查，遇见干练的美女警察津川旬子（吉濑美智子 饰），发现她也在查神田。
第二天，又有独身男子安东和敏被刺身亡。死者身上发现恐吓信和注射器。因两起凶杀案有一定的关联性，警方成立了特别调查组，旬子和片山有了在一起合作的机会。两人到安东家搜查，找到了同一位女生的照片。片山请旬子到家作客，福尔摩斯吓得躲了起来，浩史却要求两人尽快结婚，让两人一阵尴尬。
第三宗凶杀案紧接着发生了，死者叫结成哲也，身上发现恐吓信和小刀。栗原课长推断凶手是以音乐赋格曲的形式进行的杀人游戏，即杀害第一个被害者的凶器会出现在第二个被害者身边。在片山家庭搜查会议上，石津认出照片上的女生是天气预报DJ藤田由佳利，她已于三个月前突然失踪。
片山约旬子共晋晚餐，打算向旬子表白爱意，旬子却没有赴约。第二天，片山从栗原口中得知旬子已退出了特别调查组，同时自己也被排除出了调查组，令片山大受打击。晴美决定代片山查案，当她进入嫌疑人久保山家时，却被旬子从背后击晕。旬子究竟与这一系列的谋杀案有什么关系？连环凶杀案背后究竟隐藏着怎样惊人的真相？
日剧《三毛猫福尔摩斯的推理》分集介绍：第六话 赋格曲杀人事件(下)
晴美被旬子击晕后，被随后赶到的石津送往医院。晴美出院后紧急召开家庭搜查会议，众人怀疑的目标直指旬子，石津更指出，退出案件调查的旬子已失去了联络，实在令人起疑。片山不能接受众人怀疑旬子是凶手，极力替旬子辩驳。福尔摩斯不忍片山一直消沉下去，要求和片山一起出去寻找线索。
晴美在石津的帮助下进入搜查一课资料室查找由佳利的失踪档案，得知由佳利失踪那天，有一名身份不明的女性从楼梯上跌落而死，跌落地点竟然是久保山家。在查看死者遗物时，晴美还得知石井一马曾来过。福尔摩斯将片山带到一所高中，在这里，片山竟然遇到了旬子。旬子想叫片山离开学校，遭福尔摩斯阻止。
片山在学校了解到了惊人的真相。原来由佳利15年前正是这所学校的学生，因父亲举报了久保山父亲的贪污，她受到了以久保山为首转载注明：九悦网电视剧频道的几个同学对她连续几个月的报复，不能忍受欺侮的由佳利最终选择跳楼自杀，之后几年她成了植物人，直到4年前才苏醒过来。而由佳利的名字实际上是叫津川幸子，她的姐姐就是津川旬子。
片山经过内心苦苦地挣扎，还是向根本举报了旬子。此刻，久保山打来电话，要求警方救他。片山和警方赶到久保山躲藏的仓库时，久保山已被旬子和石井挟持。片山请求栗原同意他与旬子谈判，栗原同意了他的要求。片山进入仓库，看到旬子正要对久保山进行私法制裁，片山急劝旬子放下手中武器，不要再错下去。