梅丽·莫斯坦小姐收到一封古怪的邀请函，于是前往贝克街向福尔摩斯求助。福尔摩斯感到事有蹊跷，便与华生陪同梅丽应邀而往。邀请人萨迪斯·舒尔多先生，他的先父舒尔多上校是梅丽的父亲莫斯坦上尉在军中的同僚。因梅丽父亲之死与老舒尔多脱不了干系，萨迪斯希望对梅丽做出补偿。萨迪斯的兄弟发现了父亲留下的宝藏，于是萨迪斯决定将部分宝藏赠予梅丽。然而当他前往哥哥家中提取财物时，发现哥哥惨死。福尔摩斯凭借线索追踪到了凶手，并同时揭露了一个埋藏了几十年的秘密。

福尔摩斯与华生到乡下修养。当地一家三姐弟一个猝死、两个疯了，剩下的一位兄弟向福尔摩斯求助。福尔摩斯起先怀疑这名兄弟为了争夺家产而谋害其他兄弟姐妹，不过不久以后，这名兄弟也死于非命。福尔摩斯勘察现场，初步搞清案情，并与嫌疑人当面对质，最后揭露真相。

一匹即将参加赛马锦标赛的名马离奇失踪，赛马师又惨遭杀害。现场的疑点似乎集中到一个曾经深夜探访马厩的神秘访客身上，然而他并没有杀害赛马师，真正的“凶手”正是失踪的银色马。但背后另有隐情。

一名绅士应邀前往一位新朋友的住处留宿。翌日，他醒来却发现人去楼空，仓皇之际向福尔摩斯求助。与此同时，警方随之而来，告知他的友人已经惨遭毒手，于是要求这名绅士从旁协助。福尔摩斯怀疑这只是金蝉脱壳的伎俩，于是欣然前往紫藤居一探究竟，终于找到了可疑之处，并解开谜团。

福尔摩斯的哥哥迈克罗夫特因为国防部的重要文件被盗主动向其求助。负责保管该文件的一名职员被发现伏尸于铁轨上，身上只找到几份机密文件，另有几件被盗。福尔摩斯经过细致勘察认为尸体是被从火车顶上甩下铁轨。于是顺藤摸瓜找到了真凶，并找回了文件。

摩蒂默医生前来拜访福尔摩斯，带来了一个阴森恐怖的传说，和一个令人毛骨悚然的案子。巴斯克维尔家族中，三百年来一直流传着“魔鬼般的巨大猎犬”的神秘传说。就如传说的所述，查尔兹爵士在离伦敦不远的一片沼泽地里死于非命……