柯南·道尔始终怀有一颗文学抱负的心。在他看来,像狄更斯、萨克雷、哈代等人那样写历史小说才算高级,侦探故事不过是雕虫小技。福尔摩斯走红之际,他就忙于创作《米卡·克拉克》《白色纵队》等历史题材的小说,后来他更开出1000英镑的天价企图婉拒约稿,腾出时间搞严肃文学创作,但没想仍被接受了,只好硬着头皮把福尔摩斯的故事写下去。
写《白色纵队》时,道尔花了两年的时间研究创作,读了150多本各类著述,写满十几个笔记本。例如弓箭手这一词条下面,就搜羅了从作战场所、如何训练,甚至到士兵间可能会说的脏话等,极尽详备。
1912年道尔写出了科幻小说《失落的世界》。这本科幻小说对后世作家影响很大。小说中恐龙世界的历险直接影响了80年后的《侏罗纪公园》,这部电影的续集还使用了与道尔小说相同的名字。
道尔精通古生物学,热衷收藏猿人头骨,曾有美国学者怀疑他是考古界著名的“皮尔当人造假事件”的始作俑者。
道尔还做过多种尝试,写诗歌、话剧、战争史,参与电影改编等,不过都不敌福尔摩斯扶摇直上的声名。