التفاصيل الدقيقة لحياة شرلوك هولمز خارج إطار التحقيقات والمغامرات التي دونها دكتور واطسون تعد قليلة ومبعثرة بين كل قصص وروايات كونان دويل، وهذه التفاصيل القليلة عن حياة هولمز المبكرة وعائلته، أنتجت سيرة ذاتية مشوهة عن المحقق الشهير.
التقدير التقريبي لعمر هولمز في قصة "قوسه الأخير" تبين أنه ولد حوالي سنة 1854م، حيث أن القصة قد نشرت في أغسطس 1914م، وكان عمر هولمز فيها 60 عامًا، يعتقد بعض الباحثين أن يوم ميلاده هو 6 يناير.
أولى محاولات هولمز لتطوير مهاراته في الاستنتاج كانت قبيل تخرجه من الجامعة، أولى القضايا التي حلها -حينما كان لايزال هاويًا- كانت من أحد أصدقائه في الجامعة. ووفقًا لهولمز، فإن لقاءه غير المتوقع بوالد أحد زملائه هو ما دفعه إلى اتخاذ الاستنتاج كاحتراف، فقضى الست سنوات التالية لتخرجه من الجامعة يعمل كـ "محقق استشاري"، قبل أن تضطره ظروفه المالية إلى قبول واطسون كشريك سكن، وهي النقطة التي بدأت عندها روايات وقصص هولمز.
منذ 1881م، أصبح هولمز يسكن في 221ب شارع بيكر، لندن. حيث كان يبدأ من هناك مغامراته، ويقدم خدماته كمحقق استشاري. 221ب شارع بيكر هو عنوان شقة لها سلم من 17 درجة، وكانت هذه الشقة في الماضي تمثل النهاية العليا لشارع بيكر. قبل وصول الدكتور واطسون، كان هولمز يعمل منفردًا، وكان أحيانًا يوظف وكيلًا عنه من الطبقة الفقيرة في لندن. ولعل أهم من تعاونوا مع هولمز من الطبقات الفقيرة، مجموعة من أطفال الشوارع كان هولمز يطلق عليهم مشردو شارع بيكر، أو فرقة شارع بيكر (بالإنجليزية: the Baker Street Irregulars)، حيث ظهرت هذه المجموعة في ثلاث قصص هي "دراسة في اللون القرمزي" و"علامة الأربعة" و"مغامرة الرجل الأحدب".
أورد كونان دويل القليل من المعلومات حول عائلة هولمز، فلم يذكر شيءًا حول والديه، واكتفى بالإشارة إلى أن أسلافه كانوا من الإقطاعيين. في قصة "مغامرة المترجم اليوناني" ادعى هولمز أن أحد أقاربه هو الفنان الفرنسي الشهير فرنيه. هولمز لديه أخ أكبر منه بسبع سنوات يدعى "مايكروفت هولمز"، مايكروفت هو موظف حكومي ظهر في ثلاث قصص، وورد ذكر اسمه في قصة أخرى، ولديه طريقة غريبة في الخدمة المدنية، حيث يعتبر بمثابة قاعدة بيانات متحركة للقوانين والسياسات الحكومية. ذكرت الروايات أن مايكروفت أكثر ذكاءً وقدرة على التحليل والاستنتاج من هولمز، إلا أنه كسول وغير محب للأنشطة والحركة، حيث يفضل قضاء معظم وقته في "نادي ديوجين"، وُصف هذا النادي بأنه مخصص للأشخاص الأكثر انعزالية في لندن.