Brian Finch (Jake McDorman) é mais um rapaz comum de 28 anos, tentando encontrar algo em que realmente seja bom na vida. Ele encontra a solução de seus problemas quando é apresentado ao NZR, uma droga misteriosa que atua em sua cognição e libera a possibilidade de ele usar 100% da capacidade de seu cérebro. Ele então começa a trabalhar como consultor para o FBI, junto à Agente Rebecca Harris (Jennifer Carpenter), ajudando a resolver casos misteriosos com suas novas habilidades. Porém, ele também tem contatos clandestinos com o Senador Edward Morra (Bradley Cooper), que também é usuário de NZT e tem seus próprios planos para o protegido.
Um ano após a morte de seu amigo e parceiro Sherlock Holmes nas mãos de Moriarty, o Dr. John Watson retoma sua carreira médica como chefe de uma clínica dedicada ao tratamento de doenças raras. No entanto, ele logo descobre que sua antiga vida ainda não terminou com ele.