Auf dem Landsitz der Familie Baskerville in Dartmoor stirbt Sir Charles Baskerville unter mysteriösen Umständen. Sir Henry Baskerville, sein Bruder und Erbe, und Dr. Mortimer, der Arzt des Verstorbenen, bitten Sherlock Holmes und seinen Freund Dr. Watson um Hilfe. Holmes erfährt von Mortimer, dass der Arzt am Tatort die Fußspuren eines riesigen Hundes gefunden hat, und dass Charles Baskerville dort auf jemand gewartet haben muss. Noch in London erhält Sir Henry einen anonymen Brief, der ihn vor dem Moor warnt. Holmes schickt Dr. Watson zu Sir Henry nach Baskerville Hall, weil er befürchtet, dass auch dieser von dem Hund angegriffen werden könnte. Auf dem Landsitz passieren seltsame Dinge. Des Öfteren wird Dr. Watson von fürchterlichen Geräuschen aus dem Schlaf gerissen. Aus dem nahe gelegenen Zuchthaus Dartmoor ist ein gefährlicher Serienmörder ausgebrochen, der sich im Sumpf verborgen halten soll. Die Nachbarn von Sir Henry und auch der Diener der Baskervilles verhalten sich seltsam. Eines Nachts sieht Dr. Watson ein unheimliches Licht über dem Moor, und als er der Spur folgt, erblickt er auf einem Felsenturm vor dem leuchtenden Hintergrund des Mondes den schwarzen Schattenriss eines Unbekannten.
