На студентські роки припадають і перші виступи Дойля в літературі. Так, у 1879 році виходять друком його твори — «Американська повість» і оповідання «Таємниця Сесаської долини». На початку 1880-х років нові оповідання публікуються в часописі «Корнхілл меґезін», де свого часу співробітничали Вільям Теккерей і Роберт Льюїс Стівенсон. Перші спроби молодого письменника не пройшли непоміченими, хоча й дістали різні оцінки критиків: дехто вважав їх «ганьбою для Теккерея», а дехто — «гідними пера самого Стівенсона».

1881 року Дойль закінчує університет із ступенем бакалавра медицини. Розпочинаються довгі роки лікарської практики, поєднані з невтомними спробами літературної творчості. Буденщину переривають хіба що поодинокі події, як-от подорож до Західної Африки 1882 року. Змінивши кілька міст і помешкань, лікар Артур Конан Дойль урешті-решт оселяється в Саутсі — приморському містечку поблизу Портсмута. Тут він пише докторську дисертацію, яку захищає в 1885 році, працює над історичним романом «Майка Кларк», циклом оповідань «Таємниці і пригоди»... Там же у 1887 році під його пером народжуються Шерлок Холмс і доктор Джон Ватсон — персонажі повісті «Етюд у багряних тонах».

Далі — нові літературні успіхи: збірка оповідань «Капітан «Полярної зорі», роман «Торговий дім Гердлстон», де традиційний діккенсівський соціальний сюжет поєднується з рисами авантюрних романів, започаткованих в англійському письменстві Чарльзом Рідом і, звичайно ж, Вілкі Коллінзом — автором відомих творів «Місячний камінь» та «Жінка в білому», що стали класикою світової пригодницької літератури. А 1890 року в англо-американському часописі «Ліппінкотс меґезін» з’являється нова повість про Шерлока Холмса — «Знак чотирьох».

«Знак чотирьох» по-справжньому відкрив читачеві нового персонажа, зробив його улюбленцем публіки. Протягом 1892-1893 років майже в кожному числі лондонського часопису «Стренд меґезін» з’являється нове оповідання про Шерлока Холмса. Не забарилися й окремі книжкові видання: у жовтні 1892 року виходить друком збірка «Пригоди Шерлока Холмса», у грудні 1893 — «Спогади про Шерлока Холмса».

Водночас Дойль працює над іншими творами — історичним романом «Білий загін», присвяченим середньовічній добі; фантастичною повістю «Відкриття Рафлза Гоу»; романом «Вигнанці», який він називає «історією двох континентів»... З 1891 року письменник облишив лікарську практику й цілком перейшов до літературної праці. Він багато мандрував, відвідав країни Європи, Сполучені Штати Америки, Єгипет. Із величезним успіхом у Бристолі відбулася вистава нової Дойлевої п’єси «Ватерлоо».

З маловідомого початківця Артур Конан Дойль стає уславленим письменником. Шанувальники захоплено читають його «Торговий дім Гердлстон», «Білий загін», аплодують видатному акторові Генрі Ірвінґу, що здобуває тріумф у «Ватерлоо»... Але все-таки для читачів він залишається насамперед творцем Шерлока Холмса. «Самітник із Бейкер-стріт» стає улюбленим персонажем мільйонів читачів. «Скандал у Богемії», «П’ять помаранчевих зерняток», «Блакитний карбункул», «Строката бинда», «Рейґетська загадка», «Обряд родини Масґрейвів» — пізніше, уже в 1920-х роках, незадовго до смерті, сам Дойль перелічить ці оповідання серед кращих своїх творів.

Проте не всі поділяють читацьке захоплення. «Естети»-рецензенти, як і раніше, вбачають у творах Дойля насамперед прагнення «розважити» читача, забезпечити йому «гострі відчуття». Письменника непокоїть гучна слава його сучасника Генрі Джеймса, визнаного тоді королем «серйозної» літератури. І ось наприкінці 1893 року автор зважується на рішучий крок — вирішує «вбити» Шерлока Холмса, котрий «відвертає» його «від серйозніших речей», як Дойль зізнавався в листі до матері.

У грудні 1893 року на сторінках «Стренд меґезін» друкується «Остання справа Холмса» — розповідь про загибель уславленого детектива в сутичці з «Наполеоном злочинного світу» — підступним професором Моріарті. Переказують, що вже за кілька днів після виходу оповідання друком автор отримав від якоїсь читачки короткий лист, що складався з двох слів: «Ви тварюка». І подібні листи Дойлеві доводилось одержувати впродовж восьми наступних років. Ні блискучі, дотепні «Подвиги бригадира Жерара» — оповідь із часів наполеонівської Франції, ні колоритний, соковитий роман «Родні Стоун», що переносив читача в перші роки XIX століття, — ніщо не могло змусити прихильників Шерлока Холмса забути улюбленого героя.

І нарешті вони дочекалися сподіваного. У 1901 році друг Дойля, забутий нині письменник Флетчер Робінсон, переказав йому дивовижне повір’я про собаку-привида в старовинному маєтку у Дартмурі... З цієї розповіді народилася «Собака Баскервілів», що розпочинається із вдячної авторської присвяти Робінсонові. До 1902 року повість друкується в «Стренд меґезін», а невдовзі виходить і окремою книжкою. Але найголовніше — на її сторінках знов оживає Шерлок Холмс!

А в наступному, 1903, році той самий «Стренд меґезін» друкує оповідання «Порожній будинок» — перший твір майбутньої нової збірки «Повернення Шерлока Холмса». Щирий і простодушний Ватсон, а з ним і читачі дізнались нарешті про дивовижний порятунок славетного детектива від неминучої смерті... І знову, як і в 1893 — 1894 роках, у кожному числі журналу публікується нова розповідь простака доктора: «Чоловічки в танці», «Пригода в інтернаті», «Чорний Пітер», «Шість Наполеонів», «Друга пляма»... Як і раніше, твори Дойля незмінно ілюструє художник-графік Сідней Пейджет — творець того «канонічного» образу Холмса, який ми пречудово знаємо з сучасних малюнків і кінофільмів.

Змінює початок XX століття і особисте життя письменника. На півдні Африки спалахує англо-бурська війна. Конан Дойль іде на фронт — працює хірургом у польовому шпиталі, пише книжку «Війна в Південній Африці, її сутність і події». В цій книжці він ще вірить (як і більшість англійців, до речі) у «цивілізаторську місію» Британії на африканських землях, оспівує хоробрість молодих вояків. І дістає від королівського уряду нагороду — дворянське звання (відтоді письменника офіційно титулують: «сер Артур Конан Дойль», як це заведено в Англії й понині).

Проте минає вісім років — і Африка стає жертвою нового загарбника. Королівська Бельгія «вичавлює соки» зі своєї колонії Конго. «Великого серця людина», Конан Дойль немовби прозріває — викриває всю потворність європейського «цивілізаторства» в новій книжці «Злочин у Конго». До виступу письменника долучаються голоси сучасників — Джозефа Конрада, Марка Твена. Не забарилися й критики — серед них і Джозеф Редьярд Кіплінґ, чия віра в «цивілізаторську місію» Європи вже тривалий час була непохитною.

А тим часом Дойль створює і нові оповідання, повісті, романи. 1903 року друкуються «Пригоди бригадира Жерара» — продовження історій про хвацького вояка-француза, 1908 — історичний роман «Сер Найджел». Того ж 1908 року, після трирічної перерви, на сторінках «Стренд меґезін» знову з’являється Шерлок Холмс — тепер уже в оповіданні «Пригода в «Бузковій хижі», що згодом відкриє збірку нових детективних творів письменника — «Його останній уклін».

До цієї збірки, виданої в розпал Першої світової війни — 1917 року, — увійшли оповідання, написані переважно в 1910-і роки. Вони помітно відрізняються від попередніх історій про Холмса — сюжети цих творів часто складні, химерні. «Креслення Брюса-Партинґтона», «Червоне коло», «Зникнення леді Френсіс Карфакс», «Нога диявола» — в усіх цих пригодах, за словами все того ж доктора Ватсона, Холмс справді «перевершує самого себе».

У 1914-1915 роках «Стренд меґезін» друкує останню з детективних повістей письменника — «Долина жаху», яка немовби переносить читача в минуле. Ще живий найзапекліший із Холмсових ворогів — професор Моріарті, по допомогу до якого звернулися з-за океану. Та й самі його заокеанські «колеги» — банда «Чистіїв» — сіють жах і неспокій в американському робітничому містечку Вермісі... Проте з’являється тут колега і в самого Холмса — спритний американський детектив Мак-Мердо, чия доля найхимернішим чином стинається з Холмсовою. Його біограф, майстер англійської пригодницької прози XX століття Джон Діксон Карр вважав повість «Долину жахів» одним із найкращих творів Дойля.