Estudio en escarlata inicia las aventuras de Sherlock Holmes, el icónico detective creado por Arthur Conan Doyle. El doctor Watson, recién llegado a Londres, conoce a Holmes y queda fascinado por su brillante mente y método deductivo. Juntos investigan un asesinato que conecta el presente con secretos del pasado.
El doctor Mortimer pide ayuda a Sherlock Holmes para salvar a los Baskerville de un sabueso terrorífico que quiere acabar con su estirpe. Para ello, Holmes encarga a Watson la misión de proteger al último de los Barkerville.
En la mansión familiar, rodeada de un tenebroso páramo, le esperan extraños personajes y misterios difíciles de resolver.
Sherlock Holmes y el doctor Watson reciben una intrigante visita: se trata de la joven Mary Morstan, que les pide que investiguen la desaparición de su padre y el origen de unas perlas que recibe cada año por su cumpleaños. La petición de Mary dará pie a extraordinarios sucesos y les llevará hasta la mismísima India.