Закончив в 1975 году Оксфорд, Грин занялся более солидными научными исследованиями. Он осознал, что из всех загадок «Священного Писания» о Шерлоке Холмсе самая главная все же связана с человеком, которого эти рассказы давно затмили, — с их автором, а именно с самим Конан Дойлем. И Грин решил заняться составлением его первой исчерпывающей библиографии. Он охотился за каждым текстом, когда-либо написанным Конан Дойлем, его интересовало все: памфлеты, пьесы, стихи, некрологи, песни, неопубликованные рукописи, письма издателям. Он всюду ходил с пластиковым пакетом вместо кейса и упорно отыскивал интересующие его документы.

В разгар этой охоты Грин узнал, что подобным делом увлечен и Джон Гибсон. Они встретились и договорились о сотрудничестве. В результате в 1983 году издательством Оксфордского университета был опубликован том с предисловием Грэма Грина. Объем этого издания составлял более семисот страниц, и в нем были перечислены и прокомментированы чуть ли не все тексты, написанные рукой Конан Дойля, причем указывался даже сорт бумаги и тип переплета.

Завершив работу над библиографией, Гибсон продолжал, как и прежде, служить в государственном департаменте недвижимости, а Грин к тому времени получил свою долю наследства (семья все же рассталась с большей частью принадлежавших ей земель) и решил, отталкиваясь от уже сделанного, приступить к созданию биографии Конан Дойля.

Создание биографии весьма похоже на работу детектива: Грин старался воссоздать каждое событие в жизни Конан Дойля, как будто воссоздавал картину преступления. В 1980-е годы Грин отправился по следам Конан Дойля, начиная с бедного района Эдинбурга, где тот родился 22 мая 1859 года. Он посетил места, где Конан Дойль рос, воспитываемый набожной матерью и несколько мечтательным отцом. Отец Конан Дойля, кстати, создал одно из первых изображений Шерлока Холмса — в момент, когда детектив обнаруживает труп. Этот рисунок появился на обложке бумажного издания «Этюда в багровых тонах». Грин также собирал сведения, характеризующие интеллектуальное развитие своего «объекта». Он выяснил, в частности, что, занимаясь медициной в Эдинбургском университете, Конан Дойль подпал под влияние рационалистов, в первую очередь Оливера Уэнделла Холмса (чья фамилия досталась бессмертному сыщику). Тогда-то будущий писатель порвал с католицизмом, решительно заявив: «Я никогда ничего не приму на веру без доказательств».

В начале 1980-х Грин опубликовал предисловие к полному собранию сочинений Конан Дойля, выпущенному издательством «Пингвин». Впоследствии он сам помог собрать свои, опубликованные в разных изданиях тексты. Написанные в академическом стиле, они снискали Грину популярность за пределами шерлокианской субкультуры. Одно из эссе, объемом более ста страниц, представляло собой краткую биографию Конан Дойля; в другом Грин подробнее останавливается на рассказе «История разыскиваемого человека». Этот рассказ был найден в сундуке через десять с лишним лет после смерти автора. Вдова и сыновья Конан Дойля продавали его как последнюю неопубликованную новеллу о Шерлоке Холмсе, однако некоторые критики усомнились, что рассказ — подлинник, и даже обвинили в мошенничестве двух сыновей Конан Дойля, которым, мол, понадобились деньги на их чересчур роскошную жизнь.

Грин, однако, убедительно доказал, что, хотя рассказ не принадлежал перу Конан Дойля, не была эта публикация и злонамеренным мошенничеством: рассказ написал архитектор Артур Уитакер и послал его писателю в надежде на сотрудничество.

Ученые восхищались работами Грина, находя их «ошеломляющими», «несравненными» и даже «достойными самого Холмса». Однако сам Грин этим не удовлетворялся и хотел рыть глубже, чтобы завершить долгожданную биографию.