不木以大学副教援的身份出国留学，至直1920年因病回国。1921年，他正式获得医学博士学位。自1915年起，他便开始撰写与推理及杀人为题材的论文，当中包括《毒及毒杀的研究》、《杀人论》及《犯罪文学论》等，因此结识了侦探杂志的主编森下村雨。1923年，江户川乱步投稿二分铜币，正是得到森下村雨及小酒井不木的肯定才得以刊载。1929年起，小酒井不木发表推理小说，当中包括《画家之罪》、《愚人之毒》及《临死者奇闻》等等，合共116篇短篇及3篇长篇。1929年，小酒井不木肺病逝世。