Akcja filmu rozgrywa się w 1889 roku. Do Sherlocka Holmesa i doktora Watsona przychodzi wiejski lekarz Mortimer, który dzień wcześniej odwiedził mieszkanie detektywa podczas jego nieobecności i zapomniał tam swojej laski. Mortimer opowiada legendę o psie Baskervilleów, piekielnym ogarze, który od wieków prześladuje ród Baskervilleów z Devonshire. Informuje również o tajemniczej śmierci sir Charlesa Baskervillea, właściciela posiadłości Baskerville Hall.
W gazetach pisano, że śmierć Charlesa Baskervillea była spowodowana atakiem serca, rzekomo wynikającym z jego złego stanu zdrowia, jednak Mortimer nie wierzy w te doniesienia. Niedaleko ciała zmarłego znalazł bowiem ślady ogromnego psa. Najbardziej niepokoi go jednak los Henryego Baskervillea, bratanka i jedynego spadkobiercy Baskerville Hall, który właśnie przybył z Kanady. Podejrzewając coś podejrzanego w tej historii, Holmes postanawia zająć się sprawą.