柯南·道尔在索思西开业行医时,不断向《康希尔》杂志投稿。爱丁堡大学医院里的外科医生约瑟夫·贝尔为了使讲解生动有趣,鼓励学生像观察判断左撇子修鞋匠或由高原兵团退役的中士那样,对病人进行精确的观察和逻辑推理,作出必要的判断。柯南·道尔受到很大启发,在脑海里形成一个故事:一个具有高度科学头脑的侦探,遇到一起谋杀案,作案人化装成车夫……这个故事就是《血字的研究》的腹稿。经过仔细琢磨,侦探被命名为歇洛克·福尔摩斯。《福尔摩斯探案全集》共有4部长篇及56个短篇:第一部长篇《血字的研究》完成于1886年,隔年与其他作品合集出版于《比顿圣诞年刊》。作为一个小说家,柯南·道尔认识到他的主人公必须有一个陪衬人物出现。就这样,《血字的研究》便以华生医生的回忆形式来进行描写,为今后许多侧面的评论埋下伏笔。《利平科特杂志》的编辑看到这篇小说后,邀请柯南·道尔继续写一篇关于福尔摩斯的侦探故事。1890年《四签名大揭密》的出版使歇洛克·福尔摩斯立刻成为英国文学的著名人物。柯南·道尔连续写了6个短篇故事:《波希米亚丑闻》、《红发会》、《身份案》、《博斯科姆比溪谷秘案》、《五个橘核》及《豁嘴男人》,这些故事引起人们的极大兴趣,产生了深刻的影响。《岸边杂志》约柯南·道尔为他们写更多类似的故事。于是柯南·道尔开始写第二批故事。第二批也是6篇,连同第一批,在1892年汇编成《冒险史》。与此同时,《海滨杂志》也向柯南·道尔邀稿,1892年以《银色马》为首的12个故事陆续发表,1894年汇集成《回忆录》出版。1901年,柯南·道尔听到一个朋友讲述达特摩尔的传奇,于是构思了一个家庭遭受一只鬼怪似的猎犬追逐的神奇故事,这就是1902年出版的第三部长篇《巴斯克维尔的猎犬》,这个作品成功唤起了读者和出版者对福尔摩斯的希望;1903年,44岁的柯南·道尔终于在《空房子》中安排福尔摩斯归来,并完成12个短篇,1905年结集成《归来记》。《恐怖谷》是他的第四部长篇,于1915年完成;1917年结集的《最后致意》收录8个短篇,由于故事背景充分结合了当时的政治、经济情况,推出后轰动一时,许多人甚至以为真有其人其事。1927年发表的《新探案》是他晚年最后一部作品,共12个短篇;此后柯南·道尔“安排”福尔摩斯到“英国南部乡间隐居,专心研究养蜂事业了。”