シャーロック・ホームズ
生涯
生年や出身地は明確な記述がなく、はっきりしていない。
大学時代に友人の父親にまつわる事件（「グロリア・スコット号事件」）を解決したことで、探偵業を志すようになり、大学卒業後に大英博物館近くのモンタギュー街で開業した。1881年、ルームシェアの相手としてワトソンと初めて出会う（『緋色の研究』）。ホームズはその風采を見ただけでアフガン戦争の復員兵だと見抜き、驚かせた。
ワトソンと共にベーカー街の下宿で共同生活を始めた頃から名声が高まり、海外からも事件解決の依頼が寄せられるようになった。1891年に犯罪組織の頭目であるジェームズ・モリアーティ教授との対決（「最後の事件」）で、モリアーティ教授と共にスイスのライヘンバッハ滝にて失踪。モリアーティ教授と滝壺に落ちて死亡したと思われた。だが、落ちたのはモリアーティだけであったと後にわかる（「空き家の冒険」）。ホームズは生きていたが、モリアーティ一味の残党から逃れるために姿を消していたと発言している。また日本を発祥とする東洋武術のバリツを体得していたおかげで、モリアーティ教授との戦いから生き永らえたという（「空き家の冒険」）。
モリアーティ一味の残党から逃れるために姿をくらましてからの行動ははっきりしない（チベットなどアジアにまで足を運んでいたという示唆もある。「空き家の冒険」の項を参照）。ホームズ自身の説明によると、兄のマイクロフト・ホームズに資金を援助してもらいながらモリアーティ一味の残党を倒そうとしたが上手くいかなかったという。
失踪から3年後、モリアーティの腹心の部下であるセバスチャン・モラン大佐を捕まえるため、ホームズはロンドンに戻った。老人に変装してワトソン宅を訪れ、ワトソンが背中を向けた隙に変装を解いて正体を明かすという茶目っ気のある方法で再会したためにワトソンを気絶させるほど驚かせた（「空き家の冒険」）。モラン大佐の逮捕後は、失踪する前と変わらず探偵業を続けた。晩年のホームズは探偵業を引退して田舎で養蜂の研究をしていたが、第一次世界大戦の直前には政府の依頼でドイツのスパイ逮捕に協力した（「最後の挨拶」）。
人物像
天才的な観察眼と推理力を持つ、世界でたった一人の「顧問探偵」(consulting detective) である。ロンドンのベイカー街221Bにあるハドスン夫人所有のアパートで、相棒のジョン・H・ワトスン医師と共同生活をしている。
容姿は『緋色の研究』で詳しく描かれている。体格は痩身で身長は少なくとも6フィート（約183センチメートル）以上の長身、鷲鼻で角張った顎が目立つ。作者のドイル自身はとがった鼻のインディアンの様な風貌を想像していたという。
性格は極めて冷静沈着。行動力に富み、いざ現場に行けば地面を這ってでも事件の一端を逃すまいと血気盛んになる活動家。反対に兄のマイクロフト・ホームズは、シャーロックよりも鋭敏な頭脳を持つが、捜査に興味がない為に探偵にはならなかった（「ギリシャ語通訳」）。
ヴァイオリンの演奏にも長けており、ストラディヴァリ製のヴァイオリンを所有している。ボクシングはプロ級（当時はベアナックルの「ロンドン・プライズリング・ルールズ」から「クインズベリー・ルール」へ変更した直後）の腕前。拳銃射撃も弾痕でアルファベットを描けるほどの腕前（「マスグレーヴ家の儀式」）。化学実験を趣味とする。ヘビースモーカーであり、ペルシャスリッパの中にタバコをしまう奇妙な性癖があった。事件がなく退屈すると、コカインやモルヒネを使う薬物依存があった（当時は合法であった）。薬物に手を出すのはワトソンが何年もかけて止めさせた（但し完全に止めたわけではなく、いずれ再発する可能性があったようだ）。後年になるとこういったディレッタント風の退廃的な生活態度をやめ、野山や草木に親しむ保守的な英国紳士風の様子を見せるようになる。
生年月日や家族など私的な事柄については、本編中にはっきりした記述はない。「最後の挨拶」で"the man of sixty"とあるのがホームズの年齢に関するほとんど唯一の記述である。ただ、生年月日は1854年1月6日とする説が有力である。また、出身はイングランドのヨークシャー州北ライディングという説が有力である。
家族については、兄のマイクロフト以外はほとんど言及がない。本人は、先祖は地方の地主で、祖母がフランスの画家オラース・ヴェルネの姉妹だと述べている（「ギリシャ語通訳」）。また、ワトソンが開業していた病院を買い取ったヴァーナーという若い医者が、ホームズの遠縁に当たるという記述が見られる（「ノーウッドの建築業者」）。父はサイガー・ホームズ、母はヴァイオレット・シェリンフォードと言われている（正典に記述はない。複数のシャーロキアンによる様々な説と、ベアリング＝グールドの創作によって生まれた設定である）。
出身大学についても本編中にはっきりした記述はない。「グロリア・スコット号事件」ではトレヴァーをカレッジで唯一の友人と記述し、「マスグレーヴ家の儀式」ではレジナルド・マスグレーヴを学寮が同じでちょっとした知り合いと述べている。この2人は同じ大学であるとすると矛盾が生じるため、ホームズは2つの事件の間に大学を変わったのではないかと考えるシャーロキアンもいる。その2校の大学は、ケンブリッジ大学とオックスフォード大学であり、ホームズが1つの大学の学生であったと考えている研究者も、彼が通った大学はこの内のいずれかだろうとみなしている。
ホームズはワトソンが書く自分の物語に関してはその書き方を特に批判している（だが、後にワトソンに「そこまで言うなら自分でやるように」と怒られて、自分で書く羽目になった「白面の兵士」では読者を喜ばせるためにワトソンと同じ書き方をしてしまい、反省する一幕がある）。また、ワトソンはホームズの許可をもらわなければその事件に関する物語を書くことはできない。基本的に自分の名を世間に知られるのは好ましくないと考えている（その割には、ワトソンを自分の「伝記作家」と呼ぶこともあるが）ため、中々許可を出さないが（他にも依頼人の立場などを考慮していることもある）、稀にいきなりワトソンに連絡を取って一方的に許可を出すこともある。
人物評においては辛辣であり、後にその発言を覆しているものの先輩格であるC・オーギュスト・デュパンやルコックを批判したりしている（『緋色の研究』）。
ホームズは女性嫌いとしても知られており、基本的に女性を信用していないようである（「どんなに立派な女性でも100%は信用できない」と言ってワトソンの機嫌を損ねたことがある）。ただし、女性の勘については一目置いており、また、女性には紳士的に接する。ワトソンがメアリー・モースタンと結婚した際にも「お祝いは言わないよ」と言っている。もっとも、メアリーに悪い感情を持っていたわけではないようで結婚後、開業医になったワトソンを事件の捜査において協力を求める際にもメアリー（あるいはそれ以外のワトソンの妻）を気遣うような発言もしている（「株式仲買店員」）。ごくごく稀にだが、女性に惹かれることもあり、「ライオンのたてがみ」で出会ったモード・ベラミー嬢には「彼女に出会っては、どんな青年も無関心ではいられまい」「最も完成された非凡な女性」と感銘を受け、数瞬であるが目を奪われている。
彼の多才な能力はそのまま犯罪に使うこともできるため、ホームズ自身、自分が犯罪者になれば大変なことになっていたであろうという旨の発言をし、また、犯罪紛いの行動を取った際にはレストレード警部にも釘を刺されている。
再三にわたってナイトの地位を辞退している。本人は肩書きが無いのを好むためと言っているが、その一方でフランス政府からのレジオンドヌール勲章は受章しており（「金縁の鼻眼鏡」）、この矛盾については正典内で明確な説明はない。
作者は「シャーロック・ホームズ」と正式に名付ける前に「シェリングフォード」（Sherringford）ないしは「シェリンフォード」（Sherrinford）という仮称を設定しており、後世のパスティーシュ作品にその設定が引用される事がある。日本国内においては「Shellingford」や「Shellinford」と誤って表記される事も多い。
モデル
ホームズのモデルは、作者の医学部時代の恩師で外科医であるジョセフ・ベルとされている。ドイルは1877年にベルに出会い、エジンバラ王立病院 (Royal Infirmary of Edinburgh) でベルの下で働いた。ベルは、病気の診断には観察力が重要だと学生に説き、訪れる患者の外見から病名だけでなく、職業や住所、家族構成までを鋭い観察眼で言い当てて、学生らを驚かせた。コナン・ドイルは、学生時代にベルの助手を務め、その行動を日頃から目の当たりにしていた。アーヴィング・ウォーレスは、著書『The Fabulous Originals』で初出し、後に加筆されて『The Sunday Gentleman』に収録されたエッセイで、ベルがおもにスコットランドで警察の捜査に何回も関与しており、1893年のアードラモント殺人事件 (Ardlamont murder) などにもたずさわり、多くの場合は法医学を専門としたヘンリー・リトルジョイ (Henry Littlejohn) 教授とともに働いていたと述べている。
一方で、ドイルの息子であるエイドリアン・コナン・ドイルは、実際にいくつかの事件で冤罪を晴らしたことのあるアーサー・コナン・ドイル自身が、ホームズのモデルであると主張していた。
推理法
シャーロック・ホームズはよくアブダクションを使う。徹底した現場観察によって得た手掛かりを、過去の犯罪事例に関する膨大な知識、物的証拠に関する化学的知見、犯罪界の事情通から得た情報などと照らし合わせて分析し、事件現場で何が起きたかを推測する。しばしば消去法を用い、「不可能を消去して、最後に残ったものが如何に奇妙なことであっても、それが真実となる」（When you have eliminated the impossible, whatever remains, however improbable, must be the truth.）と述べている（「ブルースパーティントン設計図」）。彼の観察力の鋭さは「白銀号事件」で犬が吠えなかったことを指摘したように、現場で起きた出来事だけでなく、現場で発生すべきなのに起きなかった出来事にも注目した点に表される。この事例は、ミステリ小説界に留まらず広く学問の世界においても、注意力と観察力は如何にあるべきかを示す事例として頻繁に引用される。エジプトの警察は過去、研修にシャーロック・ホームズを教科書として採用していた。
彼は音楽とタバコと有毒植物と過去の犯罪に特に詳しく、前例とタバコで解決した例も少なくない。タバコの灰の見分け方に関しては論文も書いている。
また、彼は、ベイカー街遊撃隊（ベイカーストリートイレギュラーズ）と呼ばれる貧しい少年達に小遣いを与えて、情報収集させることもある。
ホームズ愛好家
あまりにも人気があるため、実在の人物と見なして（ただし、本当に実在していると信じているという訳ではない）、数多くの人達がホームズを研究している。彼らは、イギリスではホームジアン、アメリカや日本ではシャーロキアンと呼ばれる。シャーロキアンの組織は世界中にあるが、1934年にアメリカのニューヨークで設立されたベイカー・ストリート・イレギュラーズが最も古い。イギリスのロンドンにはシャーロック・ホームズ協会が、日本には日本シャーロック・ホームズ・クラブがある。
演じた俳優たち
ホームズはまた、多くの俳優に演じられた架空人物の一人に数えられる。ギネスブックによれば、「最も多く映画化された主人公」として記録されている。