Em Baker Street, Sherlock Holmes e o Dr. Watson discutem sobre uma bengala encontrada á porta. Depois de Holmes fazer uma
descrição pormenorizada do dono, eis que ele próprio aparece para a reaver, o Dr. James Mortimer. É então que pede a ajuda de Holmes para resolver o caso de Sir Charles Baskerville, que morrera devido a uma paragem cardíaca enquanto passeava no jardim. Mostrando falta de credibilidade na versão da morte apresentada, o Dr. Mortimer contou uma velha lenda que Holmes ouviu contrariado. Referia-se ao fundador dos Baskervilles, Sir Hugo Baskerville que era terrível ao ponto de raptar raparigas e assim aproveitar-se delas. Numa dessas vezes, a rapariga conseguiu fugir e ele prometeu a sua alma ao diabo se fizesse com que ele a encontrasse. Ele sai em sua busca e depois é encontrado morto por um sabujo negro demoníaco. Dr. Mortimer acha que Sir Charles foi assustado até á morte por essa criatura, embora Holmes ache isso um disparate e que é bem mais provável que um criminoso de nome Seldon que se encontra a monte na região ser o causador. Assim o Dr. Afirma que Sir Charles esperava alguém uma vez que encontrou cinza de charuto junto ao portão da mansão e que encontrou pegadas não humanas junto ao corpo. Por fim, refere que veio a Londres para buscar Sir
Henry, que virá reclamar a herança da família e que tal precisará de protecção, no que Holmes anuiu. Assim na manhã seguinte, encontraram-se todos para almoçar, e Sir henry recebe um bilhete ameaçador, no qual é avisado para não se aproximar da charneca. No entanto, não foi o único contratempo, uma vez que estranhamente a bota direita de Sir Henry desaparece. Assim, Henry insiste em ir para Baskerville Hall, Holmes incumbe Watson de o acompanhar e previne-o para não andar sozinho. Chegados a Baskervilles Hall, com o passar dos dias diferentes factos acontecem. Ouvem-se estranhos choros de noite, e o mordomo Barrymore fica parado á janela a segurar uma vela. Durante os passeios na charneca, Watson e Henry, encontram um pastor estranho e conhecem Jack Stampleton e a sua irmã que tenta avisar Henry sobre o perigo que corre. São convidados para o chá e Stampleton conta que ambos tinham uma escola que teve de fechar devido á morte de dois alunos com difteria. Depois de um jantar na casa de Stampleton, Watson e Henry surpreendem Barrymore mais uma vez na janela, e Mrs Barrymore explica que é uma forma de chamar a atenção do seu irmão Seldon, dizendo-lhe que tem jantar ali, para que ele possa responder de volta, e Barrymore poder levar-lhe a comida. Então Henry diz que ajudará a inocentar Seldon. Então o mordomo resolveu contar que quando limpou o escritório de Sir Charles encontrou nas cinzas das lareira os restos de uma carta que fora escrita por uma mulher, e que pedia a Charles que fosse junto do portão no dia da sua morte, assinada como L.L. No dia seguinte Watson foi á vila enviar uma carta a Holmes e apanhou boleia no caminho do Dr. Mortimer. Então fez um desvio e visitou uma dactilógrafa, e Watson questionou-se sobre a carta enviada que ela enviou a Sir Charles. De regresso á charneca, Watson tenta seguir um rapaz que é criado na mansão e descobre um esconderijo e uma mensagem que revela o que ele fez durante o dia. Então vê ao longe um homem a ser perseguido por um cão feroz e dispara sobre ele. O homem cai e Watson pensa ser Henry, mas Stampleton aparece e verifica que é Seldon. Na mansão recebe um telegrama de Holmes que diz para voltar imediatamente a Londres com Henry. Nessa noite, Henry recebe uma carta para se encontrar com a irmã de Stampleton, e apesar dos avisos de Watson não desiste. Stampleton apanha-os juntos, e depois de mandar Henry embora, solta um cão que atiça com a bota desaparecida de Henry. Watson observa tudo e tenta dispara sobre o animal, mas ao aproximar-se chama a atenção de Stampleton, que o ataca impedindo-o de disparar. O cão alcança Henry e ataca-o, então faz-se ouvir um disparo e tanto Stampleton como o cão fogem. Enquantose questionavam sobre o autor do disparo, aparece um pastor que Henry e Watson já haviam visto e que revela como sendo Holmes. Vão em perseguição de Stampleton, mas testemunham que o cão se vira contra ele, e ambos se afogam num pântano. Já na mansão, Holmes resolve o mistério. Sampleton mentiu, os alunos morreram de botulismo porque ele obrigava a mulher a dar ás crianças carne barata, então ele e a mulher desapareceram. Disse que a mulher era sua irmã, e consegui iludir a dactilógrafa a enviar a carta para que Sir Charles estivesse no portão. Então Holmes explica que precisa preparar uma armadilha que consistia em enervar Stampleton ao enviar o telegrama para o seu rápido regresso, sabendo que Jack agiria mais depressa assim, e conseguiu com que Mrs Stampleton o ajudasse. Mas e então a mais questão, a razão de tanto ódio, era que Jack Stampleton afinal era Jack Baskerville, uma vez observando o retrato de Sir Hugo viam-se claramente as semelhanças pelo que Sampleton seria o último herdeiro vivo no caso da morte de Henry.