Trong cuộc trao đổi với Sherlock Holmes, bác sĩ Mortimer tiết lộ thêm nhiều chi tiết quan trọng về cái chết bi thảm của Sir Charles Baskerville. Ông mô tả những dấu vết của một con chó khổng lồ xuất hiện gần hiện trường vụ án và chia sẻ niềm tin của người dân địa phương rằng một sinh vật siêu nhiên đang gieo rắc kinh hoàng trên vùng hoang mạc. Dù bản thân là người có học thức, bác sĩ Mortimer không thể loại trừ khả năng lực lượng ma quỷ đã nhắm vào dòng họ Baskerville. Mục đích chính của ông đến gặp thám tử là để xin lời khuyên về việc nên đối xử ra sao với Sir Henry Baskerville, người thừa kế cuối cùng sắp sửa đặt chân đến ga tàu.
Holmes bác bỏ giả thuyết siêu nhiên mang tính cục bộ và khuyên bác sĩ Mortimer cứ đưa vị khách trẻ tuổi đến gặp mình vào hôm sau. Sau khi khách ra về, Watson đi vắng cả ngày trong lúc Holmes chìm đắm trong sự tĩnh lặng và bản đồ chi tiết của vùng Dartmoor. Khi Watson trở lại căn phòng ngập khói thuốc vào buổi tối, Holmes phân tích sâu sắc các dữ kiện thu thập được. Ông suy luận rằng Sir Charles đã phải chạy trốn trong sự hoảng loạn tột cùng cho đến kiệt sức trước khi tử vong, đồng thời đặt ra câu hỏi về việc nạn nhân chờ đợi ai bên cổng hoang mạc ngay trước đêm lên đường.