Steven Moffat a annoncé en janvier 2014 qu'une quatrième saison est en projet. La BBC précise en juillet 2014 que la saison, qui comptera toujours trois épisodes, sera précédée d'un épisode spécial de Noël pour une diffusion en 2016.
 
Steven Moffat a annoncé avoir établi l'intrigue générale des quatrième et cinquième saisons lors d'une même séance de travail.
 
Le 10 mai 2015, il a été annoncé officiellement que le début de tournage commencerait au printemps 2016.