Sherlock Holmes és Dr Watson éppen a vakációját tölti, amikor a környéken egy fiatal nő holttestére bukkannak, akin semmiféle sérülés nem látható. Közben kiderül, hogy az áldozat két bátyja ugyanazon az éjszakán dühöngő őrültté vált. Holmes nyomozni kezd, hogy kiderítse az igazságot.

Egy értékes versenylónak a nagy verseny estéjén titokzatos módon nyoma veszik. Az idomítót holtan találják, a tulajdonos pedig a csőd szélére kerül. Sherlock Holmes nagyon furcsa megoldásra jut...

Holmes és Watson ezúttal egy megdöbbentő és zavaros ügyet oldanak meg, amelyben szerepel egy külföldi zsarnok, egy angol kormányzó és egy liberális szellemű rendőrfelügyelő. Az üldözés gyilkossággal végződik.  

Egy Cadogan West nevű férfi holttestét az Aldgate Állomás közelében találják meg. Holmes legnagyobb megdöbbenésére a bátyja, Mycroft élénk érdeklődést mutat az ügy iránt. Mycroft elmagyarázza, hogy a halott férfi zsebében a brit kormány egy új tengeralattjárójának terve lapult, de a tíz oldalból három hiányzott, amikor megtalálták a testet. Mycroft a brit kormány nevében felkéri a bátyját, hogy találja meg az eltűnt lapokat.

Dartmoor környékén - a családi legenda szerint - évszázadok óta kísérti a Baskerville családot a "sátán kutyája". Sir Charles hirtelen halála után annak orvosa, Dr. Mortimer, Sherlock Holmes segítségét kéri a titokzatos haláleset miatt, és az örökös, Sir Henry védelmében. A híres nyomozó kezdetben mesének hiszi a "sátán kutyájá-"nak történetét. A dartmoori lápvidéken folytatott kutatásai azonban megdöbbentő titokra derítenek fényt.