Au Sud-Ouest de l'Angleterre, à Dartmoor, une vieille légende de plusieurs siècles décrit un chien démoniaque crachant du feu de sa gueule géante. Il pourchasserait les membres de la famille Baskerville. Alors que Sir Charles Baskerville décède, le docteur Mortimer rend visite à Sherlock Holmes et son ami le docteur Watson pour leur expliquer les circonstances étranges de la mort de son ami et patient. Holmes, sceptique sur l'aspect surnaturel mais passionné par les faits, décide d'enquêter et de protéger le dernier descendant de la famille, Sir Henry, revenu du Canada pour hériter du domaine familial.