Im März des Jahres 1897 begeben sich Sherlock Holmes und Dr. Watson auf eine Urlaubsreise nach Cornwall. Der Meisterdetektiv folgt, wenn auch nicht ganz freiwillig, den Anordnungen von Dr. Moore Agar, einem Kollegen Dr. Watsons. Diese Reise soll Holmes durch Überarbeitung und seinem ungesunden Lebensstil stark angeschlagenen Gesundheit helfen. Holmes ist darüber natürlich alles andere als erfreut. Nochzumal die Gegend, in welche es sie verschlägt, für seinen stetig wachen Kriminalistengeist so gar nichts anzubieten hat. So muss Holmes also der Ruhe pflegen. Auch widmet er sich einem anderen Hobby, nämlich der Amateurarchäologie. Da gibt es in Cornwall einiges zu erforschen. Aber diese Beschaulichkeit wird eines Tages abrupt beendet. Mr. Roundhay, der Pfarrer des Ortes Tredannick Wallas, kommt aufgeregt in das Landhaus, welches der Meisterdetektiv und sein Freund für ihren Urlaub gemietet haben. Er ist in Begleitung von Mr. Mortimer Tregennis, eines Privatiers mittleren Alters. Der Pfarrer ist völlig außer sich. Er erklärt, in seiner armen Gemeinde müsse der Teufel umgehen. Schließlich erfährt Holmes, dass Mr. Tregennis am Abend zuvor im Hause Tredannick Wartha, welches etwas außerhalb des Ortes gelegen ist, zu Gast war. Dieses Haus wird von seinen Geschwistern Brenda, George und Owen bewohnt. Mortimer Tregennis dagegen wohnt im Pfarrhaus, wo er zwei Zimmer gemietet hat. Die räumliche Trennung der Geschwister erklärt er mit einem alten Familienzwist. Es ging damals um die Verteilung des Erlöses aus dem Verkauf des Familienunternehmens. Dabei handelte es sich um Zinnbergwerke. Aber dieser Zwist sei lange vergessen. Die freundschaftliche Verbundenheit zwischen den Geschwistern wieder hergestellt. Nun war also Mortimer am gestrigen Abend bei ihnen zum Abendessen geladen. Anschließend wurde noch eine Partie Whist (ein Kartenspiel) gespielt. Gegen 22:15 Uhr brach der Privatier auf, um in sein Quartier im Pfarrhaus zurückzukehren. Am nächsten Morgen stand er gewohnheitsmäßig früh auf, um einen Spaziergang zu machen. Dabei holte ihn der Wagen des Gemeindearztes ein. Dieser berichtete ihm, er sei durch einen Bauernjungen im Auftrage von Mrs. Porter, der Haushälterin, nach Tredannick Wartha bestellt worden. Es müssten sich dort schlimme Dinge zugetragen haben. Mr. Tregennis fuhr natürlich augenblicklich mit.
Im Hause bot sich den Herren ein schreckliches Bild: George und Owen Tregennis lachten, schrien und sangen wie in Irrsinn verfallen. Sie saßen dabei jedoch immer noch so bei Tisch, wie Mortimer sie abends verlassen hatte. Brenda hing reglos, mit nach hinten gebeugtem Kopf und schmerzverzerrtem Gesicht in ihrem Stuhl. Sie war tot. Im Raum herrschte entsetzliche Luft, sodass Mrs. Porter, als sie aus ihrem Zimmer kam, augenblicklich die Fenster öffnete. Das jedoch änderte an dem grausamen Geschehen nichts mehr. Beinahe hätte man auch noch für den Arzt zu sorgen gehabt. Dieser fiel nämlich ob des entsetzlichen Gestanks und des grauenhaften Anblicks, welcher sich ihm bot, nahezu in Ohnmacht. Zu Dr. Watsons Leidwesen beschließt Holmes, den Fall zu übernehmen. Augenblicklich begeben sich die beiden Herren also in Begleitung von Mr. Roundhay und Mr. Tregennis nach Tredannick Wartha. Unterwegs begegnet ihnen ein Wagen, dessen Passagiere sie mit unheimlich verzerrten, grinsenden Gesichtern durch die Fenster anstarren. Es sind George und Owen Tregennis, welche in eine Nervenheilanstalt überführt werden. Holmes und Watson schaudert es bei diesem Anblick. Schließlich trifft man am Ort des Geschehens ein. Mrs. Porter bestätigt die Aussagen des Pfarrers und von Mr. Tregennis. Die Verstorbene wird in ihrem Zimmer im oberen Stockwerk gefunden. Die Haushälterin selbst hat bereits ihr persönliches Hab und Gut zusammengepackt, da sie zu ihrer Schwester fahren will. Sie wünscht keinen Tag länger an diesem Ort des Grauens zu verbleiben. Vier kräftige Männer seien eben erforderlich gewesen, um die Brüder aus dem Haus in die Kutsche zu bekommen. Holmes geht durch das gesamte Wohnzimmer. Er holt alle Stühle wieder an den Tisch und stellt ihre Position vom Abend wieder her. Sodann nimmt er auf jedem Stuhl Platz und prüft, wie man von dort aus dem Fenster sehen kann. Mortimer hat nämlich ausgesagt, sein Bruder Owen, welcher sein Spielpartner war, habe über seine Schulter hinweg etwas vor dem Fenster gesehen. Zu guter Letzt wundert sich der Meisterdetektiv noch, warum an einem recht lauen Abend Feuer im Kamin brannte.
Da erklärt Mortimer, dies wäre aufgrund des doch kühler werdenden Abends und auf seine Bitte hin geschehen. Damit sind die Recherchen von Holmes in Tredannick Wartha auch schon beendet. Die beiden Herren begeben sich nach ihrem Landhause, als ihnen ein großgewachsener Mann entgegenkommt. Man braucht ihnen diesen Herren nicht vorzustellen. Denn es ist ihnen bekannt, dass der weltberühmte Löwenjäger und Afrikaforscher Dr. Leon Sterndale in ihrer Nachbarschaft ein Haus besitzt. Und dieser Mann ist es auch, welcher die beiden Herren jetzt anspricht. Er zeigt großes Interesse an dem grauenvollen Geschehen, welches die Familie Tregennis heimgesucht hat. Dieses Interesse erklärt er damit, dass er über seine aus Cornwall stammende Mutter mit jener Familie verwandt ist. Er war gerade dabei, sich in Plymouth nach Zentralafrika einzuschiffen, als er ein Telegramm von Mr. Roundhay bekam. Nun ist ein Teil seines Gepäcks ihm zwar nach Afrika davongesegelt, aber das macht nichts. Er, also Dr. Sterndale, wird eben das nächste Schiff nehmen. Holmes staunt über soviel Anteilnahme. Aber der Forscher erklärt nochmals, dies sei auf seine verwandtschaftlichen Bande mit der Familie zurückzuführen. Außerdem möchte er gerne wissen, ob denn Mr. Holmes bereits einen Verdächtigen ausgemacht habe. Das muss der Meisterdetektiv leider verneinen. Sichtlich enttäuscht geht ihr Besucher. Doch der Schrecken dieser Tage ist damit beileibe noch nicht ausgestanden. Denn am nächsten Tag eilt der Ortsgeistliche erneut zu den Herren aus London. Er ist in noch größerer Erregung, als es am Tage zuvor der Fall war. Und wieder jammert er, in seiner armen Gemeinde müsse der Teufel umgehen. Mr. Mortimer Tregennis ist tot in seinen Räumen aufgefunden worden. Die Pfarrmagd habe ihn am Morgen entdeckt, als sie herunterkam, um sich ihren Plfichten zu widmen. Sofort sei ihr ein dumpfer, abscheulicher Geruch in den Räumen aufgefallen. Sie habe daraufhin das Fenster aufgerissen und Mr. Tregennis gefunden. Holmes und Watson beeilen sich mit dem Ankleiden und folgen dem Pfarrer zu seinem Haus. Dort treffen sie noch vor dem Arzt und der Polizei ein. So findet man einen unberührten Tatort vor. Holmes untersucht den Raum und sieht sich dabei die Petroleumlampe besonders genau an. Er schabt etwas vom Rauchfänger der Lampe ab. Es ist ein bräunliches Pulver.
Dieses verwahrt er sorgsam in einem Briefumschlag. Sodann bittet er Watson und den Pfarrer nach draußen. Es treffen ohnehin gerade der Arzt und die Polizei ein. Auf dem Rasen vor dem Haus erklärt der Detektiv, es gäbe zwischen den beiden Tatorten zwei entscheidende Gemeinsamkeiten: Einerseits hat an beiden Orten Feuer gebrannt. In Tredannick Wartha war es das Kaminfeuer, im Pfarrhaus eine Petroleumlampe. Andererseits war an beiden Orten schwerer, unerträglicher Geruch zu bemerken. In Tredannick Wartha war das Fenster des betreffenden Zimmers durch die Haushälterin, im Pfarrhaus durch die Pfarrmagd geöffnet worden. In den nächsten beiden Tagen wechseln der Meisterdetektiv und sein Freund kaum ein Wort. Aber Dr. Watson merkt an zwei Experimenten, wohin die Gedankengänge von Holmes gehen: Dieser hat sich eine baugleiche Petroleumlampe besorgt, wie sie im Zimmer von Mr. Tregennis im Pfarrhaus vorzufinden war. Von dort hat er sich Lampenöl geben lassen. Mit Hilfe seiner Taschenuhr stoppt er, wie lange es dauert, bis eine Petroleumlampe vollständig leergebrannt ist. Das zweite Experiment, bei welchem Watsons Hilfe benötigt wird, ist entschieden gefährlicher. Es bringt die beiden Herren sogar an den Rand des Todes! Holmes zeigt seinem Freund das bräunliche Pulver, welches er von der Lampe aus dem Pfarrhaus mitgenommen hat. Eine Hälfte der Probe legt er in einem verschlossenen Umschlag zu seinen bisherigen Notizen über diesen Fall. Diese Unterlagen sind für die Polizei bestimmt, sollte ihnen bei dem folgenden Experiment etwas zustossen. Außerdem, so erklärt der Meisterdetektiv, ist es nicht seine Aufgabe, der Polizei ins Handwerk zu pfuschen. Er erwartet wie üblich für seine Arbeit keinen Dank oder Anerkennung. Aber er erklärt, dass es sich hierbei um zwei heimtückische Giftanschläge handelt. Und das besondere daran ist, dass der Täter im ersten Fall zum Opfer im zweiten Fall wurde! Dr. Watson hört mit Staunen, dass sein Freund Mortimer Tregennis als den Täter im ersten Fall überführt. Das Motiv liegt auf der Hand: Geld! Der Privatier hatte doch von einem Familienzwist um den Verkauf eines Zinnbergwerks gesprochen. Er hat zwar weiterhin erklärt, es habe in diesem Fall bereits eine Versöhnung stattgefunden. Aber wie tief und nachhaltig diese war, sagte er nicht.
Holmes mag auch nicht glauben, dass dieser listige Kerl seinen Geschwistern die seiner Ansicht nach Benachteiligung seiner Person bei der Verteilung des Verkaufserlöses verziehen hat. Er war vielmehr in der Absicht nach Tredannick Wartha gekommen, sich zum Alleinerben zu machen. Denn er hoffte, seine Geschwister durch Gift entweder allesamt in den Tod, oder zumindest in den Wahnsinn zu treiben. Das Gift trug er versteckt in seiner Kleidung bei sich. Und sein Sitzplatz mit dem Rücken zum Fenster erlaubte ihm, auf seinem Weg zur Tür direkt am Kamin vorbeizugehen. Dort war auf seine Bitte ein Feuer entzündet worden. Eine kleine, unauffällige Handbewegung später war die böse Tat vollbracht. Dieses bräunliche Pulver warf er in die Flammen. Von außen konnte das Unheil unmöglich gekommen sein. Diese Mitteilung Mortimers ist eine reine Schutzbehauptung gewesen. Holmes weiß das, da er sich das Blumenbeet vor dem Fenster des Wohnzimmers angesehen hat. Wenn jemand sein Gesicht an das Fenster gedrückt hätte, um die im Zimmer sitzenden Menschen zu erschrecken, so hätte er in eben jenes Beet hineintreten müssen. Es war jedoch unberührt und frei von jeglichen diesbezüglichen Spuren. Außerdem saßen die Geschwister am Morgen nach wie vor so am Tisch, wie Mortimer sie am Abend verlassen hatte. Wäre nun nach seinem Abgang noch jemand ins Haus gekommen, gleichwohl in welcher Absicht auch immer, so wäre die frohe Runde gewiß aufgestanden. Also kann nur Mortimer seinen Geschwistern Übles gewollt haben. Und zunächst erreichte er auch sein Ziel: Brenda Tregennis war die jüngste und körperlich zarteste der drei Geschwister. Ihr brachte das Gift den Tod. Die beiden Brüder verfielen, wie man an ihren gräßlich grinsenden Gesichtern sah, entweder vorübergehendem, oder dauerndem Wahnsinn. Und Holmes tritt sogleich den Beweis für seine Schlussfolgerung an. Er bittet Dr. Watson, sich ihm gegenüber zu setzen, sodass sie einander bei dem nun folgenden Experiment ins Gesicht sehen können. So soll es jedem von ihnen möglich sein, das Experiment im Notfall umgehend abbrechen zu können. Sodann zündet der Meisterdetektiv die Petroleumlampe an und schüttet die andere Hälfte seiner Pulverprobe in die Flamme. Alsbald verbreitet sich im Raum schwerer, moschusartiger Geruch. Die beiden Herren werden von Halluzinationen heimgesucht.
Dabei durchleben sie furchtbare Schreckensphantasien. Schließlich sieht Dr. Watson durch den dichten Giftnebel das furchtbar entstellte Gesicht seines Freundes. Es erinnert erschreckend an das Gesicht der toten Brenda Tregennis. Das weckt die Lebensgeister des Armeearztes wieder. Er stemmt sich aus seinem Stuhl hoch, wirft die Arme um seinen Freund und schleppt ihn zur Türe hinaus. Draußen sinken die beiden Herren erschöpft, aber zum Glück noch lebend, auf den Rasen. Sie blicken dankbar in die Sonne und Holmes unterbreitet seinem Freund eine aufrichtige Entschuldigung. Jeder vernünftige Mensch hätte sie bereits zu Beginn dieses Experments als wahnsinnig bezeichnet! Aber nun ist alles klar! Der Meisterdetektiv rappelt sich hoch und läuft noch einmal ins Haus. Er eilt sofort wieder nach draußen, wobei er die Lampe löscht und sie auf einen Gerümpelhaufen wirft. Sodann bittet er Dr. Watson in die Laube, um den Fall abschließend zu erörtern. Nun ist klar, wie Mortimer Tregennis seinen Geschwistern nach dem Leben trachtete. Aber es ist ebenso gewiss, dass dieser Mörder durch einen anderen Menschen gerichtet wurde. Und da kommt dieser andere Mann auch schon den Gartenweg entlang. Holmes hat nämlich Dr. Leon Sterndale zu sich gebeten. Er bittet ihn ob des gerade im Hause stattgefunden habenden chemischen Versuches ebenfalls in die Laube. Dort eröffnet er dem Forscher, dass ihm der Fall nunmehr vollkommen klar wäre. Und das in der Person des Dr. Sterndale nunmehr der Mörder von Mortimer Tregennis vor ihnen sitzen würde. Da springt der Löwenjäger empört auf! Für einen Moment wünscht Dr. Watson, sie hätten ihre Revolver bei sich. Denn es sieht nach Eskalation aus. Aber dazu kommt es glücklicherweise nicht. Denn der Forscher sackt plötzlich in sich zusammen. Er sinkt in den ihm angebotenen Stuhl zurück, zieht eine Fotografie heraus - und erklärt weinend, sie wäre der Grund für sein Handeln. Das Foto zeigt Brenda Tregennis. Holmes bietet dem Forscher an, ein Geständnis abzulegen. Sollte er dies wahrheitsgemäß tun, so könne man gut miteinander auskommen. Das beweist schon der Umstand, dass der Detektiv nach dem Forscher und nicht gleich nach der Polizei geschickt hat. Dr. Sterndale erkennt die noble Gesinnung seines Gegenübers, worauf er berichtet: Brenda und er waren seit einigen Jahren ein heimliches Liebespaar. Man hoffte auf eine Heirat und gemeinsames Glück.
Das war jedoch zunächst unmöglich, weil der Löwenjäger bereits verheiratet ist. Allerdings hat ihn seine Gattin schon vor vielen Jahren verlassen. Da ihr Aufenthaltsort jedoch nicht bekannt ist, kann eine Scheidung nach englischem Gesetz nicht vollzogen werden. Dies ist der Grund, warum sich der Forscher hier in Cornwall zwischen seinen Expeditionen vor der Öffentlichkeit verbirgt. Darüber gab es bereits viel Klatsch und Tratsch. Aber das war ihm egal. Denn auf diese Weise konnte er der geliebten Frau unbemerkt nahe sein. Nur der Pfarrer wußte von dieser Bindung. Die Liebenden hatten ihn ins Vertrauen gezogen. Das war auch der Grund für sein rasches Hiersein. Er war tatsächlich gerade dabei, sich nach Afrika einzuschiffen, als ihn das Telegramm erreichte. Und ihm war sofort klar, dass Mortimer der Mörder war. Um Brendas Willen hatte er auch freundschaftlich mit ihren Brüdern verkehrt. Dabei stellte sich heraus, dass Mortimer die Gläubiger im Nacken saßen. Er hatte große finanzielle Probleme und brauchte dringend Geld. Vor einigen Tagen nun hatte er Dr. Sterndale besucht. Dabei hatte ihm dieser vielerlei Kuriositäten gezeigt. All diese Souvenirs hat der Löwenjäger von seinen Forschungsreisen mit nach England. Hierzu gehört auch dieses braune Pulver. Der Forscher übergibt Dr. Watson den gesamten Rest, welchen er noch besitzt. Der Arzt liest die Beschriftung: Teufelsfusswurzel. Diese Pflanze, halb wie ein menschlicher, halb wie ein Ziegenfuß geformt, ist in Europa und der übrigen Welt weitgehend unbekannt. In Afrika wird das Gift, welches man aus ihr gewinnen kann, von Medizinmännern häufig bei Gottesurteilen eingesetzt. Als er nun das Telegramm des Pfarrers erhielt, fiel Dr. Sterndale mit Schrecken ein, dass er von Mortimer über die Wirkung der Pflanze ausgefragt worden war. Auch habe sich der Mörder eingehend über die Nachweisbarkeit des Giftes bei einer Obduktion erkundigt. Es ist nicht möglich, die Teufelsfußwurzel im Körper eines Menschen nachzuweisen. Holmes und dr. Watson sind entsetzt. Und der ehemalige Armeearzt möchte natürlich sofort wissen, warum Dr. Sterndale denn etwas von dem Pulver weitergegeben habe, wenn er doch um dessen Gefährlichkeit wusste! Der Forscher erklärt, dass Mortimer ihm das Gift gestohlen habe! Wie er das gemacht hat, weiß Dr. Sterndahle nicht. Tregennis muss wohl einen Moment der Unachtsamkeit abgewartet haben. Wie aber sollte man das einem englischen Gericht beweisen? Als der Löwenjäger nun von Holmes erfuhr, dieser habe noch keinen Verdächtigen, fürchtete er, der Mörder seiner großen Liebe könne ungestraft entkommen.
Da beschloss er, das Gesetz in eigene Hände zu nehmen: Er steckte sich bei seinem Haus die Taschen mit Kieselsteinen vom Gartenweg voll. Daraufhin ging am frühen Morgen, als noch alles schlief, zum Pfarrhaus. Dort warf er die Steine an die Fenster von Mortimers Schlafzimmer im oberen Stock, um diesen aufzuwecken. Der Mörder ließ ihn durch das Wohnzimmerfenster einsteigen. Hier schleuderte Dr. Sterndale Mortimer seine Anklage ins Gesicht. Der verteidigte sich erneut damit, dass er das Geld dringend benötigen würde. Seine Gläubiger säßen ihm im Nacken und seine Geschwister wichen diesem Thema jedes Mal aus, wenn er davon sprechen wollte. Aber man könne ihn sowieso nicht dem Gesetz überantworten. Denn es gäbe keine Beweise gegen ihn. Da erklärte der Forscher, er wäre sein eigener Gerichtsherr. Und dazu noch Geschworener, Staatsanwalt und Henker in einer Person. So zwang er Mortimer, sich in einen Stuhl zu setzen und die Petroleumlampe anzuzünden. Anschließend warf er den Rest von jener Giftmenge, welche Mortimer gestohlen hatte, hinein. Sodann trat Dr. Sterndale aus dem Haus und begab sich vor das Fenster, um die Vollendung seines Werkes zu begutachten. Auch hatte er eine geladene Schusswaffe bei sich. Damit hätte er den Delinquenten sofort erschossen, hätte dieser einen Fluchtversuch unternommen. Nun ist alles gesagt! Und Holmes weiß aus seinen Recherchen, dass es die reine Wahrheit ist. Denn der Doktor trägt die gleichen Tennisschuhe, welche er am Tattag getragen hat. Außerdem hat der Detektiv die Kieselsteine auf den Fenstersimsen des Pfarrhauses gefunden. Solche Kiesel gibt es, außer auf dem Gartenweg des gesetzlosen Löwenjägers, nirgendwo sonst in der Gegend. Und außer dem Mörder konnte nur noch der Forscher die Wirkung des verwendeten Giftes kennen. Außerdem war in der Petroleumlampe nur wenig Öl verbrannt. Sie musste also erst am Morgen entzündet worden sein. Aber der Doktor hat Recht: Wie sollte man das vor Gericht beweisen? Doch Holmes hat eine andere, noch bessere Idee, wie man den Fall abschließen kann: Er fragt den Forscher, welche Pläne er ursprünglich hatte, sobald sein Werk vollendet wäre. Dieser antwortet, er hätte sich auf dem nächsten Schiff nach Afrika eingeschifft, da dort seine Forschungsarbeit erst gut zur Hälfte erledigt wäre. Man hätte wohl über einige Jahre nichts von ihm gehört.
Nun gut! Dann soll er dies jetzt auch tun, erklärt ihm der Meisterdetektiv. Er soll seine Arbeit vollenden. Und es wird somit etwas ruhiger um ihn werden. Der Forscher erkennt, welch große Chance ihm da geboten wird. Und er geht sofort auf das Angebot ein. So verabschiedet er sich in Frieden von den beiden Herren, worauf er Holmes' Annahme bestätigt. Es wird ruhig um ihn werden. So geht Dr. Leon Sterndale, um seine endgültige Abreise vorzubereiten. Als sie wieder allein in ihrem Landhaus sind, staunt Dr. Watson darüber, dass Holmes einen Verbrecher ungestraft entkommen lässt. Der erklärt ihm als Antwort, er habe selbst nie geliebt. Und doch könne er den Löwenjäger voll und ganz verstehen. Wer weiß, wie er, also Holmes, wohl handeln würde, wenn er geliebt hätte und seine große Liebe auf ebenso grausame Weise verloren hätte? Aber das wird man gottseidank nie erfahren. Der Fall des cornischen Schreckens ist hiermit jedenfalls abgeschlossen. Und die beiden Herren können sich nun wieder ganz ihrem Urlaub widmen.