В центре сюжета — расследование загадочной смерти сэра Чарльза Баскервиля. Его гибель окутана тайной и связана с давним семейным преданием: из поколения в поколение в роду Баскервилей передаётся легенда о дьявольской собаке, якобы преследующей всех представителей семьи. За это дело берутся Шерлок Холмс и доктор Ватсон. События разворачиваются в сентябре–октябре 1889 года.
Эта повесть стала первым появлением Холмса после его предполагаемой гибели в «Последнем деле Холмса». Огромный успех произведения фактически вернул знаменитого сыщика к жизни и возродил интерес к персонажу.