Книга соединяет две линии: историю Артура Конан Дойла и Шерлока Холмса — и хронику преступлений, которые показывают, как менялись полиция и криминалистика. Булычев прослеживает, как реальная жизнь писателя пересекалась с эпохой: от детства в Эдинбурге и медицинского образования до первых рассказов о сыщике и поздней борьбы за невиновного Джорджа Эдалджи. Очерки начинаются с Эдинбурга начала девятнадцатого века. Уильям Бэрк и Уильям Хейр обнаруживают, что анатомическая школа доктора Нокса платит за тела, нужные студентам, и превращают эту потребность в источник дохода. Убийства бедняков и приезжих заканчиваются, когда постояльцы находят спрятанное тело и сообщают в полицию.
Суд и общественный скандал помогают привести к закону, который открывает медицинским школам легальный доступ к телам умерших. Из истории Бэрка Булычев переходит к юности Конан Дойла, изучавшего медицину в том же городе. Позднее писатель пытается устроить практику и одновременно ищет себя в литературе. Так появляются Шерлок Холмс и доктор Ватсон.
Их успех связан не только с умением автора строить загадки: в это время сыск ищет способы работать с уликами и узнавать преступников. Булычев сопоставляет вымышленный метод Холмса с реальными новшествами — системой измерений Бертильона, дактилоскопией и судебной токсикологией. История убийств Джека-потрошителя становится примером разрыва между общественным ожиданием и возможностями полиции. Пресса раздувает тревогу, письма неизвестного преступника закрепляют за ним прозвище, а власти так и не устанавливают его личность.
Булычев считает, что неуловимость убийцы сделала его легендой и усилила интерес к сыщику, который на страницах Дойла замечает следы и опирается на научное знание. Но со временем настоящие полицейские службы обзаводятся лабораториями и картотеками, и Холмс, некогда воплощавший будущее сыска, оказывается человеком своего времени. В очерках о расследованиях показано, как новые методы меняли исход дела. В аргентинском городе Некохоа Франциска Рохас обвиняет Веласкеса в убийстве своих детей.
Его пытали, хотя его алиби не проверили как следует. Инспектор Альварес находит на двери отпечаток пальца в пятне крови и сравнивает его с отпечатками Франциски. Увидев совпадение, женщина признаётся: дети погибли от её руки. Этот эпизод иллюстрирует, как проверяемая улика может остановить следствие, построенное на догадке и принуждении.
Другой важный сюжет — дело Джорджа Эдалджи, которого осудили за нападения на домашних животных. Улики оказались ненадёжными, а расследование питалось предубеждением против его семьи. После освобождения Эдалджи обратился к Конан Дойлу. Писатель сам изучил документы, осмотрел места преступлений и разыскал автора анонимных писем, но власти отказались привлечь его к ответственности.
Работа над делом вернула Дойлу ощущение цели и показала пределы сходства между литературным сыщиком и реальным расследователем. Среди других историй — афера доктора Хайда, преступления Томаса Крима, работа российских сыщиков Кошко и Путилина. Булычев рассказывает и о том, почему одни дела остаются в истории, а другие забываются: общественный резонанс и газетные сенсации влияют на их известность не меньше, чем тяжесть преступления. Книга складывает из судебных процессов и биографических эпизодов картину эпохи, в которой реальный сыск постепенно учился проверять догадки уликами, а образ Холмса помогал читателям поверить в силу такого подхода.