Buổi sáng nọ bên bàn ăn, thám tử Sherlock Holmes ngồi quay lưng lại trong khi bác sĩ Watson đứng trên tấm thảm cạnh lò sưởi và cầm lấy cây gậy ba toong do một vị khách bỏ quên vào đêm hôm trước. Cây gậy bằng gỗ Penang to chắc, có đầu hình củ hành và được bọc một vòng bạc khắc dòng chữ gửi tặng James Mortimer M R C S từ những người bạn tại C C H vào năm 1884. Sherlock Holmes nhận biết hành động của người bạn đồng hành qua hình ảnh phản chiếu trên chiếc bình pha cà phê bằng bạc sáng bóng và đề nghị Watson vận dụng phương pháp suy luận để tái dựng chân dung chủ nhân cây gậy. Watson hào hứng đưa ra các phán đoán rằng người sở hữu là một bác sĩ gia đình lớn tuổi, thành đạt và được kính trọng, làm nghề ở vùng nông thôn vì phần sắt bọc dưới gậy đã mòn vẹt do đi bộ nhiều. Watson cũng phỏng đoán chữ viết tắt C C H thuộc về một hội săn bắn địa phương nơi người này đã từng trợ giúp y tế.
Sherlock Holmes ban đầu dành những lời khen ngợi nồng nhiệt khiến Watson vô cùng tự hào, song thám tử mau chóng chỉ ra rằng hầu hết các kết luận của Watson đều sai lầm và chỉ đóng vai trò chất xúc tác dẫn tới sự thật.
Sherlock Holmes cầm cây gậy tới bên cửa sổ để quan sát kỹ lưỡng bằng kính lúp rồi đưa ra những suy diễn sắc bén hoàn toàn trái ngược. Thám tử cho rằng món quà kỷ niệm thường đến từ một bệnh viện danh tiếng hơn là một hội săn, do đó ba chữ cái C C H nhiều khả năng chính là bệnh viện Charing Cross. Dựa vào thời điểm tặng quà ghi năm 1884 và việc chuyển từ thành thị về nông thôn, Holmes nhận định người này không thể nằm trong biên chế chính thức của bệnh viện Luân Đôn mà chỉ là một bác sĩ nội trú trẻ tuổi dưới ba mươi, tính tình hòa nhã, thiếu tham vọng và đãng trí tới mức để quên gậy lại phòng khách. Hơn nữa, những vết răng cắn sâu và rõ ở đoạn giữa thân gậy đã tiết lộ người này sở hữu một chú chó cưng có kích thước lớn hơn chó sục nhưng nhỏ hơn chó ngao.
Để kiểm chứng, Watson mở cuốn Danh bạ Y tế và tìm thấy thông tin trùng khớp về James Mortimer, một cựu bác sĩ phẫu thuật nội trú tại bệnh viện Charing Cross từng đoạt giải thưởng nghiên cứu bệnh lý học và hiện làm nhân viên y tế cho các giáo xứ ở Grimpen thuộc vùng Dartmoor. Khi Holmes nhìn qua cửa sổ và quả quyết chú chó cưng chính là một giống chó săn lông xoăn thì tiếng chuông cửa bất ngờ vang lên báo hiệu sự xuất hiện của chính vị khách.
Bác sĩ James Mortimer bước vào phòng với vẻ ngoài cao gầy, mũi khoằm như mỏ chim, đôi mắt xám sắc sảo sau cặp kính gọng vàng cùng bộ trang phục trang trọng nhưng sờn cũ và luộm thuộm. Ông vô cùng mừng rỡ khi nhận lại cây gậy ba toong quý giá và giải thích rằng món quà do các bạn đồng nghiệp ở bệnh viện Charing Cross tặng nhân dịp ông kết hôn và rời thành phố để lập gia đình. Dù chi tiết hôn nhân làm xáo trộn đôi chút suy đoán của thám tử, Holmes vẫn hài lòng với bản chất cốt lõi của lập luận. Bác sĩ Mortimer tỏ ra rất say mê nhân trắc học và lập tức chú ý tới cấu trúc sọ dài đặc biệt của Holmes, thậm chí bày tỏ mong muốn được chạm vào hộp sọ hoặc có một bản đúc để trưng bày trong bảo tàng giải phẫu. Khi Holmes nhắc nhở vị khách đi vào việc chính, Mortimer giải thích ông tìm đến danh thám tử vì bản thân là người nghiên cứu thiếu thực tế và đang đối mặt với một vấn đề vô cùng hệ trọng, bất thường.
Sau khi khiến Holmes thoáng phật ý vì xếp thám tử đứng sau chuyên gia Bertillon của Pháp về tính khoa học thuần túy, Mortimer đã khéo léo khẳng định Sherlock Holmes là bộ óc thực tế xuất chúng hàng đầu, mở đầu cho việc trình bày vụ việc kỳ bí cần giúp đỡ.