Uno studio in rosso:
Holmes ha un largo numero di ospiti che gli fanno visita in differenti momenti durante il giorno, svelando poi a Watson il suo lavoro di consulente investigativo e che i suoi ospiti sono clienti. Subito dopo un postino consegna un messaggio da Scotland Yard su un recente omicidio. Holmes invita Watson ad accompagnarlo per indagare sulla scena del crimine. Qui trovano il cadavere di un certo Enoch J. Drebber, senza segni di violenza sul corpo. Dall'odore acidulo proveniente dalle labbra del morto, Holmes capisce che è stato costretto a ingerire del veleno, visto che l'espressione del cadavere esclude il suicidio. Le indagini, condotte da due investigatori di Scotland Yard, Lestrade e Gregson, si complicano quando viene trovata una fede da donna accanto al cadavere, la parola Rache (in tedesco vendetta, mentre invece i due investigatori di Scotland Yard pensavano che fossero le iniziali del nome "Rachele") scritta su un muro con del sangue e un biglietto con la scritta "J.H è in Europa". Attraverso rilevamenti, deduzioni e calcoli matematici Holmes dà un'accurata descrizione del probabile assassino, che, a quanto pare, potrebbe commettere un altro omicidio ai danni del segretario di Drebber, il signor Stangerson. Dopo l'interrogatorio del poliziotto che ha trovato il cadavere (da cui si viene a sapere anche che una persona ubriaca stazionava fuori dall'edificio), Holmes mette un'inserzione su tutti i giornali, sperando che l'assassino risponda all'annuncio. Purtroppo all'inserzione risponde una vecchia, che afferma che la fede è di proprietà della figlia. Holmes, insospettito, la segue, per poi scoprire che era un giovane acrobata travestito, risultato poi imprendibile.
Holmes, demoralizzato, viene a sapere da Gregson che il principale sospettato, da lui arrestato poco prima, è un giovane soldato della Marina di nome Arthur Charpentier, la cui sorella era stata importunata da Drebber, lì in qualità di pensionante, e che lo avrebbe inseguito armato di bastone. Il ragazzo viene però scagionato da Lestrade, il quale, giunto nell'appartamento di Holmes, annuncia la morte di Stangerson a causa di una pugnalata al cuore, nell'Halliday Private Hotel, la cui morte è avvenuta dopo la cattura di Arthur Charpentier. Il giovane viene quindi rilasciato. Dalle molteplici somiglianze tra i due delitti (tra le quali la parola RACHE), Holmes conclude che ad aver ucciso Stangerson sia lo stesso assassino di Drebber. L'arma del delitto viene trovata nella camera di Stangerson, una scatoletta con due pillole dentro. Holmes, attraverso un test su di un cane prossimo alla morte, capisce che solo una pillola era quella mortale, l'altra non avrebbe avuto nessun effetto.....

Il segno dei quattro:
Sherlock Holmes viene ingaggiato dalla signorina Mary Morstan, il cui padre aveva trovato, all'insaputa della figlia, durante il soggiorno militare in India un tesoro, ma nel momento di tornare era scomparso senza mai giungere a casa. Dopo quattro anni dalla scomparsa del padre la signorina ricevette una perla, e da allora ne ricevette una ogni mese, nello stesso giorno. La ragazza si è recata da Holmes perché l'autore di questi regali l'aveva contattata per incontrarla. Holmes e Watson la accompagnano all'appuntamento; il loro ospite è il signor Thaddeus Sholto, figlio di un amico del padre di Mary. Il vecchio Sholto e Morstan avevano trovato anni prima il tesoro ma, durante una lite, il padre della signorina Mary aveva avuto un attacco di cuore ed era morto; quando morì anche il padre di Sholto i figli ebbero l'incarico di ritrovare il tesoro nascosto nella casa e darne una parte a Mary. Vi erano però vari misteri legati a quel tesoro. Ad esempio, il padre di Sholto aveva una grandissima paura verso gli uomini con una gamba di legno, infatti aveva sparato ad uno di essi che poi si era rivelato un semplice commesso viaggiatore, ed il giorno della sua morte la sua camera era stata messa in disordine e sul suo cadavere vi era un biglietto con su scritto "Il segno dei quattro". La sera stessa della visita a Thaddeus, Holmes, la ragazza e Watson si recano alla casa del fratello gemello di Sholto, Bartholomew, che aveva ritrovato di recente il tesoro nascosto dal padre, che però trovano assassinato da una spina avvelenata; inoltre il tesoro è stato rubato. Mentre sopraggiunge l'incapace ispettore di polizia Athelney Jones, che poi arresta Thaddeus, la governante e un altro domestico, sul luogo del delitto Holmes e Watson trovano degli indizi: delle impronte su tutto il pavimento di un uomo con una gamba di legno e delle impronte più piccole, che si scopriranno appartenere ad un selvaggio delle isole Andamane. Sherlock Holmes e Watson seguono le tracce dei due assassini grazie all'aiuto di un cane, Toby, che li guida fiutando l'odore di creosoto fino ad un "porto" dove scoprono che un uomo con una gamba di legno era partito da poco con una barca veloce. In breve Holmes spiega anche a Watson chi sono gli assassini, ma non riesce a comprendere il loro movente

La valle della paura:
Il libro è diviso in due sezioni: nella prima si racconta il delitto e la soluzione dello stesso da parte di Sherlock Holmes, nella seconda vengono narrati gli antefatti della vicenda.
Sherlock Holmes riceve un messaggio cifrato da un informatore nella banda di Moriarty: un certo Douglas che abita nel castello di Birlstone è in pericolo di vita. L’avvertimento è arrivato troppo tardi perché quasi contemporaneamente un poliziotto sopraggiunge a chiedere l’aiuto dell’investigatore proprio per l’omicidio di Mr. Douglas. Holmes si reca al castello insieme all’inseparabile dott. Watson. La giovane e bella vedova abita con la servitù e con un socio del defunto, Mr. Barker. Gli abitanti del castello sono stati svegliati la sera precedente da un colpo d’arma da fuoco, la vittima è stata trucidata con due colpi di fucile a canne mozze che l’hanno orrendamente sfigurato. Il tutto è avvenuto in pochi minuti durante i quali l’assassino, dopo essersi introdotto nel castello, è riuscito a dileguarsi prima che Barker alzasse il ponte levatoio sul fossato che circonda la proprietà. Watson e Holmes sorprendono la vedova e Barker in atteggiamento ambiguo; inoltre, non sembrano colpiti più di tanto dalla tragica scomparsa del defunto. L’intuito di Holmes lo porta a scoprire la verità: il morto non è Douglas, ma l'uomo che era penetrato nel maniero con lo scopo di ucciderlo. La messa in scena è stata organizzata per diffondere la notizia della morte di Douglas, che avrebbe così potuto nascondersi più facilmente dai criminali che lo perseguitavano. Il sicario è riuscito ad entrare nel castello e a nascondersi nel suo studio, lo scontro tra i due si conclude con l’uccisione dell’inseguitore da parte di Douglas. Gli unici che sentono lo sparo sono la signora Douglas e Barker, che accorrono e scoprono il cadavere. A quel punto decidono di far credere a tutti che il morto sia il signor Douglas, così lo vestono con i suoi abiti, senza mancare di mettere anche tutti gli anelli; tuttavia Douglas non riesce a togliersi la sua fede nuziale e sarà proprio questo particolare ad insospettire Holmes.
La seconda parte è ambientata in una regione mineraria degli Stati Uniti. Un uomo di nome McMurdo affiliato a una società massonica arriva per lavorare nella valle di Vermissa. Qui i membri della società non sono lavoratori organizzati in una lega di solidarietà, bensì un’associazione a delinquere che terrorizza i proprietari di miniere e i minatori. McMurdo entra in contatto con McGinty, il capo indiscusso dei Vendicatori, e si dimostra subito più intraprendente e sfrontato degli altri affiliati. Viene riconosciuto dal capitano Marvin che è al corrente dei suoi trascorsi a Chicago, dove ha ucciso un uomo. McMurdo sale nella considerazione dei Vendicatori fino al punto da affidargli una delicata missione che porta a termine.
McMurdo viene a sapere dell’arrivo nella valle di un uomo dell’agenzia investigativa Pinkerton decisa a smantellare l’organizzazione del terrore. Si offre di attirare l’uomo in trappola, in realtà a cadere nelle mani del capitano Marvin sono McGinty e molti suoi accoliti, che saranno processati e giustiziati: l’agente investigativo in incognito è in fatti McMurdo.
L’uomo però è costretto a cambiare nome in Douglas e fuggire per avere salva la vita. Prima si reca in California poi in Inghilterra, dove però lo raggiunge la lunga mano dei Vendicatori superstiti: qui la storia si connette con la prima parte.

Il mastino dei Baskerville:
Nella brughiera del Dartmoor, nel Devon, l'anziano sir Charles Baskerville viene trovato morto nel cortile della sua immensa villa, apparentemente ucciso da un grosso spavento. Il suo medico personale e amico, James Mortimer, è invece convinto che il responsabile della morte dell'uomo sia un'orribile creatura, che si aggirerebbe nella brughiera sotto forma di gigantesco mastino. Sulla famiglia dei Baskerville aleggia infatti una maledizione, che ha origine dal comportamento maleducato e criminale di sir Hugo Baskerville, il quale due secoli prima, non potendo corteggiare una ragazza fuggita dalle sue grinfie, decise di inseguirla finendo misteriosamente sbranato da un cane comparso dagli “inferi”, mentre la ragazza venne ritrovata morta di spavento. Da allora il mostro sembra perseguitare gli eredi maschi di Baskerville Hall, causando loro una morte violenta. Per risolvere il mistero e proteggere il giovane sir Henry, ultimo baronetto e membro vivente della famiglia Baskerville, giunto in Inghilterra per prendere possesso delle proprietà dello zio appena deceduto, il dottor Mortimer chiede aiuto a Sherlock Holmes. Holmes rifiuta l'idea di una maledizione e, attirato dalla vicenda particolarmente intrigante, accetta di occuparsi del caso e chiede al dottor Watson di accompagnare il dottor Mortimer e sir Henry a Dartmoor, per svolgere le indagini.
Durante la sua permanenza a Baskerville Hall, Watson scopre che più di una tra le persone vicine a sir Henry nasconde un oscuro segreto ed è costretto ad ammettere a se stesso che all'imbrunire si sentono degli ululati terrificanti. L'idea che un mostro possa infestare la brughiera diventa quindi molto più credibile. Sherlock Holmes, nascostosi nella brughiera all'insaputa di Watson, scopre l'identità dell'assassino di sir Charles....

Uno scandalo in Boemia
  Il principe ereditario di Boemiasi presenta in incognito a Londra per affidare a Holmes il compito di recuperare delle foto compromettenti (ricordiamo che ci troviamo nella Londra Vittoriana), che lo ritraggono con Irene Adler, donna di spettacolo e avventuriera che desidera renderle pubbliche per impedirne il matrimonio.

La Lega dei capelli Rossi
  La storia vede Sherlock Holmes e il dottor Watson alle prese con il caso di Jabez Wilson, proprietario di un piccolo negozio di pegni. Wilson era venuto a conoscenza, tramite l'avviso di un suo nuovo dipendente, John Clay, che la Lega dei Capelli Rossi era in cerca di un nuovo membro. Andando alla selezione Wilson viene scelto tra numerosi concorrenti tutti caratterizzati da una chioma rosso acceso.

Un caso di identità
  La giovane ereditiera Mary Sutherland si presenta da Holmes, alla presenza del dottor Watson, pregandolo di ritrovare il suo promesso sposo Hosmer Angel, scomparso mentre si recavano in chiesa per sposarsi. La ragazza vive con la madre vedova che si è rimaritata con Windibank, più giovane di lei, contrario a qualsiasi vita sociale della giovane. Mary tuttavia conosce a un ballo Hosmer, che la corteggia con il consenso della madre fino a convincerla a sposarlo per mettere il patrigno di fronte al fatto compiuto. Le chiede anche di giurargli fedeltà eterna, ma scompare prima di arrivare all'altare.

Il mistero di Boscombe
  Holmes questa volta è alle prese con un caso assai difficile: un vecchio proprietario terriero, il signor McCarthy, tornato da molti anni dall'Australia, viene assassinato in riva a un laghetto. Tutte le testimonianze danno come colpevole il figlio della vittima, anche se Holmes crede nella sua innocenza. La figlia del più grande proprietario terriero della zona, il signor Turner, implora Holmes e Watson di provare l'innocenza del ragazzo, che è per lei come un fratello.
I cinque semi d'arancio
Il giovane John Openshaw chiede l'aiuto di Holmes: suo zio Elias è rientrato dagli Stati Uniti alla fine della Guerra di secessione americana, in disaccordo con l'abolizione della schiavitù. Un giorno riceve una misteriosa busta spedita dall'India contenente cinque semi d'arancio e le lettere K.K.K. in inchiostro rosso. Dopo avere bruciato in fretta alcuni documenti, viene trovato morto per cause apparentemente naturali.

L'uomo dal labbro storto
  Holmes è alle prese con un nuovo caso: Neville St. Clair, onesto e benestante cittadino, si era recato una mattina nella City per affari. La moglie, mentre passeggiava, lo vide da una finestra mentre aveva un'espressione agghiacciante sul viso. Sale nel locale dove St. Clair è stato avvistato ma non trova nessuno tranne un indiano, proprietario del locale, e un barbone. Chiama allora la polizia, che in una delle stanze trova i vestiti dello scomparso e alcune chiazze di sangue sulla finestra.
Quando la moglie lo aveva visto, aveva assunto un'espressione agghiacciante perché ella avrebbe potuto scoprire il suo umiliante segreto. Aveva allora buttato il cappotto nel Tamigi, ma nel farlo aveva strisciato contro la finestra e aperto una piccola ferita precedente che aveva sanguinato un po'. Poi si era travestito da Boone e a quel punto era arrivata la moglie.

Il carbonchio azzurro
  Peterson vede un uomo con un'oca litigare con dei teppisti e rompere, per sbaglio, una vetrina. Peterson con il suo arrivo mette in fuga l'uomo che lascia il cappello e l'oca a terra. All'interno di quest'ultima viene ritrovato il carbonchio azzurro, una pietra di grande valore, il che rende il caso molto più interessante per Holmes. Quella stessa pietra apparteneva alla contessa di Morcar, ed era stata rubata qualche giorno prima.

La banda maculata
  Helen Stoner contatta Sherlock Holmes per via della morte sospetta della sorella Julia, che avrebbe dovuto sposarsi a breve e di conseguenza ricevere annualmente una somma di 250 sterline proveniente dal fondo della defunta madre, che nel frattempo viene gestito dal patrigno di Helen e Julia, il dottor Grimesby Roylott.

Il pollice dell'ingegnere
  Arriva nello studio medico del dottor Watson un uomo appena giunto alla stazione ferroviaria, che ha bisogno delle sue prestazioni: il pollice gli è stato mozzato di netto. Watson lo accompagna a casa dell'amico Holmes dove racconta la sua storia: di professione ingegnere, è stato ingaggiato per un notevole compenso da un uomo che, imponendogli il massimo segreto, ha richiesto una consulenza.

Il nobile scapolo
  Lord St. Simon scrive a Holmes per chiedere il suo aiuto. La sua sposa, l'ereditiera americana Hatty Doran, è scomparsa il giorno stesso delle nozze, durante il banchetto nella casa londinese del padre. La polizia ha arrestato Flora Millar, ballerina amante di St. Simon, che ha inscenato una piazzata all'uomo mentre gli invitati erano già a tavola. Il vestito da sposa viene ritrovato nella Serpentine, il laghetto di Hyde Park, e un biglietto di carta in tasca con le iniziali di Flora fissa un appuntamento per fuggire.

L'avventura del diadema dei berilli
  Un uomo reso quasi folle dalla disperazione suona a casa Holmes. È il banchiere Holder, che ha ricevuto in pegno di un prestito di 50 mila sterline una collana di diamanti dichiarata patrimonio nazionale. Temendo furti nella cassaforte dell'ufficio, l'ha portata con sé a casa per sorvegliarla di persona. Durante la notte scopre il figlio spiantato Arthur, che frequenta amicizie poco raccomandabili, mentre manipola il diadema; chiama la polizia e lo fa arrestare, ma non c'è traccia di tre berilli mancanti. Holmes non crede alla colpevolezza del giovane.

L'avventura dei faggi rossi
  Miss Hunter va a chiedere consiglio da Holmes. È stata assunta come istitutrice per un compenso enorme dal signor Rucastle, il quale pone come condizione che si tagli i capelli e indossi, a richiesta sua e della moglie, un vestito blu. Il detective le consiglia di accettare e di chiamarlo in caso di bisogno. Due settimane dopo, accorrono alla tenuta Faggi Rossi chiamati da un telegramma della giovane. Nella casa c'è un mistero.