Durante más de doscientos años una maldición parece haber caído sobre la aristocrática familia de los Baskerville. Cuando Sir Charles es hallado muerto en extrañas circunstancias, el legendario Sherlock Holmes y su compañero Watson comienzan a investigar y llegan a la conclusión de que la próxima víctima será Sir Henry, el único miembro vivo de la familia y, por tanto, el heredero universal de la fortuna de los Baskerville.

El detective Sherlock Holmes (Basil Rathbone) encara su mayor desafío cuando el genio del mal, el profesor Moriarty (George Zucco), planea robar nada menos que las joyas de la corona.

La historia traslada a una época en la que el conflicto con la Alemania nazi es la orden del día. En esos días, una serie de emisiones de radio llegan de parte del bando alemán, en la que se relatan operaciones recientes de estos en contra del ejército británico, muchas de estas acciones se llevan a cabo a misiones de alto secreto británico, por lo que hay algo que no funciona bien en el alto mando, así que solicitarán la ayuda del gran detective para poder llegar al fondo del asunto.

El detective Sherlock Holmes (Basil Rathbone) y su fiel ayudante el doctor Watson (Nigel Bruce) se enfrentan al colaboracionista nazi Profesor Moriarty. Moriarty tiene entre sus planes secuestrar a un científico británico que ha creado una nueva mira de bombardero para atacar al ejército alemán.

En la II Guerra Mundial, un agente secreto británico que lleva consigo un valioso y vital documento es secuestrado de camino a Washington. El gobierno británico llama a Sherlock Holmes para recuperarlo.

Segunda Guerra Mundial (1939-1945). Los propietarios de la tétrica mansión Musgrave han cedido al ejército su casa como lugar de reposo para los militares aquejados de estrés postraumático. El doctor Watson (Nigel Bruce) se ocupa de la salud de los soldados. Pronto, no podía ser de otra forma, empiezan a producirse misteriosos asesinatos.

En esta nueva aventura de Holmes en la época de la II Guerra Mundial, en Inglaterra, Sherlock Holmes finge estar muerto para investigar una serie de aparentes suicidios unidos entre sí por supuestas picaduras de araña. Esto lo llevará a enfrentarse con uno de los rivales más peligrosos que haya conocido. Su sospecha pronto se centra en la atractiva pero al parecer, altamente peligrosa, Andrea Spedding.

En una aldea canadiense existe una antigua leyenda sobre un fantasma que, al parecer, años atrás mató a tres vecinos. Los aldeanos temen que el mostruo vuelva, ya que se han visto extrañas formas luminosas y, además, se han encontrado algunas ovejas brutalmente degolladas. Mientras tanto, Sherlock Holmes y el doctor Watson asisten en Quebec a una reunión de la Real Sociedad Canadiense de las Ciencias Ocultas, donde discuten con Lord Penrose sobre la vieja leyenda aldeana. Lord Penrose, tras conocer la noticia de la muerte de su mujer, recibe una carta escrita por la difunta poco antes de morir, suplicando ayuda. Cuando Holmes va a la aldea para investigar el caso, en seguida comprende que el asesino que busca es un maestro en el arte del disfraz.

Sherlock Holmes, debido a un exceso de confianza en sí mismo, comete un error que le obliga a encontrar una perla que ha sido robada de un museo por un ladrón profesional. A medida que avanza su investigación, se producen una serie de brutales asesinatos que, aparentemente, han sido cometidos por Creeper, una fuerza maléfica.

Sherlock Holmes investiga una serie de asesinatos ocurridos en un castillo. Lo más sorprendente es que todas las víctimas tienen pepitas de naranja en la boca.

Sherlock Holmes y el Dr. Watson investigan el caso de un asesino en serie que mutila el dedo índice a todas sus víctimas.

A bordo de un trasatlántico, Holmes y Watson cumplen una misión: escoltar al príncipe Nicolás, que es el heredero del trono; pero en el mismo barco viajan también unos asesinos que intentan acabar con la vida del príncipe.

Sherlock Holmes debe custodiar la Estrella de Rodesia, un valioso diamante que pertenece a Lady Carstairs. Roland, el hijo de la dama, teme que durante el viaje en tren de Londres a Edimburgo pueda ocurrirle algo a la cotizada joya. Y sus temores se cumplen: Roland es asesinado en el tren y el diamante desaparece. Es entonces cuando interviene Holmes, que con la ayuda de Watson y del inspector Lestrade, intenta recuperar la joya.

Unos ladrones compiten con el famoso detective Sherlock Holmes en la búsqueda de un tesoro robado. Uno de los autores del crimen, que se halla en prisión, sabe que el tesoro está escondido en tres cajas de música que fueron subastadas antes de que sus compinches pudieran apoderarse de ellas. Holmes y Watson emprenderán una vertiginosa carrera para encontrarlas.