Im nebligen London entschlüsselt Sherlock Holmes mit Watson eine Warnbotschaft des Informanten Porlock: Ein gewisser John Douglas aus Birlstone sei in höchster Gefahr. Kurz darauf meldet Inspektor MacDonald Douglas’ brutalen Tod im Birlstone Manor. Vor Ort wirken Indizien wie offenes Fenster, Blutfleck am Sims, zurückgelassenes Fahrrad und eine Karte mit „V.V. 341“ stimmig – doch Holmes bemerkt Ungereimtheiten: vertauschte Ringe, fehlende Schlammspuren und widersprüchliche Zeiten. Barker, ein Freund des Hauses, und Mrs. Douglas verhalten sich auffällig kontrolliert.

In alten Geheimgängen findet Holmes die Sensation: John Douglas lebt. Der Tote ist der Attentäter Ted Baldwin. Douglas berichtet: Er war einst als Pinkerton-Detektiv Birdy Edwards im amerikanischen Vermissa-Tal undercover. Dort terrorisierte die Geheimbund-Mafia der Scowrers unter Bodymaster McGinty die Bergarbeiter; „V.V. 341“ bezeichnet ihre Loge. Edwards erschlich ihr Vertrauen, sammelte Beweise und ließ die Führung verhaften. Einige entkamen und schworen Rache, darunter Baldwin. Jahre später spürte dieser Douglas in England auf. Im Handgemenge löste sich ein Schuss, Baldwin starb. Um künftige Verfolger abzuschütteln, inszenierten Douglas und Barker seinen angeblichen Tod: Kleidertausch, falsche Spuren, vertauschte Ringe, Flucht in einen Geheimraum.

Holmes durchschaut die Täuschung. Er sieht außerdem den möglichen Einfluss Professor Moriartys, der Baldwin zu Douglas geführt haben könnte. Die Justiz zeigt Milde: Notwehr, aber fragwürdige Vertuschung. Holmes rät Douglas zur Flucht. Douglas und seine Frau verlassen England Richtung Südafrika. Doch bald erreicht Holmes die Nachricht: Douglas ist auf See spurlos verschwunden – wahrscheinlich von Moriartys Agenten ermordet.

Watson und Holmes bleiben mit bitterer Gewissheit zurück: Das Vermissa-Tal ist frei, Douglas’ Einsatz beendete die Herrschaft der Scowrers, doch er zahlte mit seinem Leben. Mrs. Douglas trauert, Barker bleibt treu. Holmes schwört, Moriarty eines Tages zu Fall zu bringen – ein Versprechen, das auf den kommenden Endkampf verweist. „Das Tal der Angst“ wird so zur Geschichte von Mut, Unterwanderung und Rache, in der Gerechtigkeit siegt, aber ihren hohen Preis fordert.