『주홍색 연구』는 전세계적으로 유명한 탐정 셜록 홈즈가 등장하는 첫 번째 소설로, 동시에 도일이 쓴 첫 번째 작품이기도 하다. 의학박사 존 H. 왓슨은 영국군의 군의관으로, 아프간 전쟁에 참여했다가 부상을 입어 런던으로 돌아온다. 왓슨은 하숙집을 구하다 친구의 소개로 홈즈와 함께 방을 얻게 되고, 홈즈의 놀라운 관찰력과 추리력에 놀라게 된다. 두 사람이 함께 살게 된 지 얼마 안 되어 런던에서 끔찍한 살인 사건이 일어났고, 홈즈는 경찰의 요청으로 현장에 가고 왓슨도 동행하게 된다.
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