होम्स अपना अधिकांश व्यावसायिक समय अपने अच्छे मित्र और कालक्रम से अभिलेखन करनेवाले वाटसन के साथ साझा करते हैं, जो 1887 में अपनी शादी होने से पहले और अपनी पत्नी की मृत्यु होने के बाद पुनः कुछ समय के लिए होम्स के साथ रहता है; उसका घर, उसकी मकान मालकिन, श्रीमती हडसन संभालती हैं।
होम्स के जीवन में वाटसन की दो भूमिकाएं हैं। पहली, वह उसके मामलों के संचालन में व्यावहारिक सहायता देता है; वह जासूस का दाहिना हाथ है, जो खोजी, झांसा देने वाला, सहयोगी और दूत के विभिन्न रूपों में कार्य करता है। दूसरी, वह होम्स का इतिहासकार है (उसका "बॉसवेल" जैसा कि होम्स ने उसे संदर्भित किया है). होम्स की ज्यादातर कहानियां घटनात्मक कथन हैं, जो जासूस के सर्वाधिक दिलचस्प मामलों के सारांश के रूप में वाटसन के दृष्टिकोण से लिखी गई हैं। होम्स को अक्सर वाटसन के लेखन को सनसनीखेज़ और लोकलुभावन कहते हुए उल्लिखित किया गया है, यह सुझाते हुए कि लेख उसकी कला के शुद्ध गणना "विज्ञान" की निष्पक्ष और सटीक रिपोर्ट पेश नहीं करते.
फिर भी, वाटसन के साथ होम्स की दोस्ती निस्संदेह उसका सबसे महत्वपूर्ण रिश्ता है। कई कहानियों में, वाटसन के लिए होम्स का स्नेह- अक्सर उसके ठंडे, बौद्धिक बाह्य स्वरुप के पीछे छिपा हुआ- उजागर हो जाता है। "द एडवेंचर ऑफ़ द थ्री गैरीडेब्स में, एक खलनायक के साथ टकराव में वाटसन घायल हो जाता है; हालांकि गोली का घाव "बहुत सतही" सिद्ध होता है, वाटसन होम्स की प्रतिक्रिया से आह्लादित हो जाता है:

कुल मिलाकर, होम्स के तेईस साल सक्रिय रूप से कार्य करते रहने का वर्णन है जिस दौरान वाटसन ने उसके सत्रह मामलों को लिपिबद्ध किया।

प्रभाव
मूल कथाएं
ज्ञान और कौशल
डॉ॰ वाटसन के साथ जीवन