اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
ظهرت شخصيتا شرلوك هولمز والدكتور واطسون لأول مرة في رواية "دراسة بالقرمزي" وحصلت دار النشر Ward Lock & Co على حقوق النشر في 20 نوفمبر 1886 مقابل 25 جنيها قدمت لدويل. ظهرت الرواية لاحقا في نفس العام في مجلة Beeton"s Christmas السنوية وتلقت آراء جيدة في جريدتي The Scotsman وGlasgow Herald. قال دويل أنه استلهم شخصية هولمز من أستاذه في الجامعة جوزيف بيل، وكتب دويل إليه قائلا:"من المؤكد جدا أنني أدين لك بشرلوك هولمز...حول دائرة الاستنتاج والاستدلال والملاحظة التي سمعتك تلقنها حاولت أن ابني رجلا". الدكتور واطسون هو الآخر مستلهم من زميل دويل في بورتسموث، الدكتور جايمس واطسون. روبرت لويس ستيفنسون، ورغم أنه كان بعيدا وقتها في ساموا، لكنه كان قادر على استنتاج الشبه الكبير بين جوزيف بيل وشرلوك هولمز:"تهاني على مغامرات شرلوك هولمز التي تمتاز بالذكاء الشديد ومثيرة جدا للاهتمام...أيمكن له أن يكون صديقي القديم جو بل؟" كتاب آخرون يقترحون أحيانا مصادر إلهام إضافية أدت لابتكار شخصية هولمز مثل شخصية الكاتب إدغار آلان بو الشهيرة سي أوغست دوبين.
نشرت "رواية علامة الأربعة"، وفيها ثاني ظهور لشرلوك هولمز، في مجلة Lippincott"s في فبراير 1890، بموجب اتفاق مع شركة Ward Lock. أحس دويل أنه تم استغلاله من قبل Ward Lock منتهزين كونه جديدا في عالم النشر فقرر التخلي عنهم. ظهرت قصص قصيرة لشرلوك هولمز بعدها في مجلة الستراند، وقد بدأ دويل في الكتابة لمجلة الستراند لأول مرة من منزله في 2 شارع أوبر ويمبول(2 Upper Wimpole Street)، والذي يحتوي الآن على لوحة تذكارية لكونان دويل.
آراء دويل حول شخصيته المشهورة المبتكرة كانت متناقضة. في نوفمبر 1891 كتب إلى أمه:"أنا أفكر في قتل هولمز...وتصفيته بطريقة مرضية للجميع. لقد شغل عقلي عن أشياء أفضل". وأجابته أمه قائلة:"لن تفعل ! لا تستطيع ! لا يجب عليك !". حاول صرف الناشرين عن طلب مزيد من قصص شرلوك هولمز برفع مستحقاته المالية، لكنه وجد أنه مستعدون لدفع أكبر المبالغ التي طلبها، ونتيجة لذك أصبح واحدا من أغلى الكتاب سعرا آنذاك.
في ديسمبر 1893، شغل دويل حيزا أكبر من وقته في كتابة الروايات التاريخية، وقتل شخصية شرلوك هولمز في قصة "المشكلة الأخيرة" بعد سقوطه في شلالات ريشنباخ خلال شجار مع عدوه البروفيسور موريرتي. أمام غضب الجمهور، أعاد دويل بعث شخصية هولمز عام 1901 في رواية "كلب آل باسكرفيل".
في عام 1903، نشر دويل أول قصة قصيرة لشرلوك هولمز في عشر سنوات، "مغامرة منزل الخالي" وشرح هولمز أن البروفيسور موريرتي هو وحده من مات جراء السقوط من الشلالات، لكن بما أن هولمز لديه العديد من الأعداء الخطيرين الآخرين خاصة الكولونيل سيبستيان موران، فقد خطط دويل لقتل هولمز مرة أخرى. ظهر هولمز في 56 قصة قصيرة، آخرها نشرت عام 1927، وأربع روايات، وظهر لاحقا في العديد من روايات وقصص كتاب آخرين.
مِن أوائل روايات هولمز، "لغز كلومبر" التي لم تنشر إلى غاية 1888، و"حكاية جون سميث" وهي رواية غير مكتملة لم تنشر إلا عام 2011. كما كان لديه مجموعة من القصص القصيرة من بينها "كابتان النجمة القطبية" و" بيانات ج.هاباكوك جافسون"، وكلاهما مستلهم من رحلات دويل على متن البواخر والوقت الذي قضاه في البحر، كما نشر لغز سفينة سليست بعدما أضاف له مجموعة من التفاصيل الخيالية.
بعد 1888 و1906، كتب دويل سبع روايات تاريخية، التي يعتبرها هو والعديد من النقاد أحسن أعماله. كما ألف تسع روايات أخرى، ولاحقا بين 1912 و1929 ألف خمس قصص والتي ظهرت فيها شخصية البروفيسور تشالنجر. تعد قصص تشالنجر عمله الأكثر شعبية بعد قصص شرلوك هولمز. كما كتب عددا كبيرا من القصص القصيرة، من بينها سلسلتين تدور أحداثهما أيام نابليون، وظهرت فيهما الشخصية الفرنسية بريغارديي جيرارد.
أعمال دويل المسرحية تضمنت كلا من "واترلو" وهي عبارة عن ذكريات جندي إنجليزي خلال الحروب النابليونية؛ "لغز العصابة الرقطاء" المقتبسة من قصة تحمل نفس الاسم؛ وفي عام 1893 ألف دويل بالتعاون مع جيمس ماثيو باري مسرحيتين هما:"ليبريتو" و"جاين آني".