Los mejores relatos de Holmes son El signo de los cuatro (1890), Las aventuras de Sherlock Holmes (1892), El sabueso de Baskerville (1902) y su último saludo en el escenario (1917), gracias a los cuales se hizo mundialmente famoso y popularizó el género de la novela policíaca. Surgió, y todavía pervive, el culto al detective Holmes.
Gracias a su versatilidad literaria, Conan Doyle tuvo el mismo éxito con sus novelas históricas, como Micah Clarke (1888), La compañía blanca (1890), Rodney Stone (1896) y Sir Nigel (1906), así como con su obra de teatro Historia de Waterloo (1894).
Durante la guerra de los bóers fue médico militar y a su regreso a Inglaterra escribió La guerra de los Bóers (1900) y La guerra en Suráfrica (1902), justificando la participación de su país. Por estas obras se le concedió el título de sir en 1902.
Durante la I Guerra Mundial escribió La campaña británica en Francia y Flandes (6 volúmenes, 1916-1920) en homenaje a la valentía británica. La muerte en la guerra de su hijo mayor le convirtió en defensor del espiritismo, dedicándose a dar conferencias y a escribir ampliamente sobre el tema. Su autobiografía, Memorias y aventuras, se publicó en 1924.
Murió el 7 de julio de 1930 con 71 años de un ataque al corazón, en Crowborough (Inglaterra). Una estatua suya se encuentra en esa localidad donde residió durante 23 años.
