«Безусловно, я обязан вам появлением Шерлока Холмса», — писал Конан Дойл в одном из писем своему наставнику. Теперь оно хранится в музее Королевского медицинского колледжа в Эдинбурге. Там в 1876 году Конан Дойл начал изучать врачебное дело, а Белл читал лекции по хирургии. Тогда большинство известных сейчас медицинских технологий ещё не были изобретены, а диагностика основывалась в первую очередь на пристальном наблюдении за пациентом.

Именно это Джозефу Беллу удавалось лучше всего. Потрясающая внимательность к деталям сделала его настоящим детективом от медицины, а методы произвели сильное впечатление на студента и будущего писателя Дойла.

«Беллу, которого студенты между собой называли Джо, было всего тридцать девять лет, однако он слыл легендарной личностью — благодаря редкостной наблюдательности, логическому складу ума и умению безошибочно ставить диагноз, граничившему с ясновидением. Он был не чужд позёрства и любил находиться в центре внимания, но его спектакли преследовали серьёзную цель: продемонстрировать будущим врачам, как много ценного можно узнать о больном до того, как он успел высказать свои жалобы, если только научиться правильно смотреть», — пишет биограф Рассел Миллер в книге «Приключения Конан Дойла».

Белл говорил, что может определить по акценту уроженца любого уголка Шотландии, а каждое ремесло оставляет на человеке свой отпечаток. Пациент скорее поверит, что вы его вылечите, если дадите понять, что его прошлое открылось вам с первого взгляда, учил Белл своих студентов.

В мемуарах «Воспоминания и приключения» Конан Дойл упоминает один из примеров врачебной дедукции. Белл вёл приём, на котором присутствовали студенты. Лишь вскользь взглянув на очередного пациента, он сообщил: вы — сержант, недавно уволились из Хайлендского полка, служили на Барбадосе. В ответ больной лишь потрясённо кивнул головой.

«Видите ли, джентльмены, держался этот человек почтительно, но шляпу не снял. Это армейская привычка, а уволься он давно, так уже приобрёл бы гражданские манеры. Он ещё не избавился от командных ноток в голосе и никогда не избавится от шотландского акцента. Что до Барбадоса, то он страдает слоновой болезнью, распространённой не так в Британии, как в Вест-Индии. Именно на этом острове, как вы знаете, сейчас стоят шотландские части», — вспоминал Конан Дойл слова своего университетского наставника.

Спустя 15 лет он воспроизведёт этот эпизод в рассказе «Случай с переводчиком» из сборника «Воспоминания Шерлока Холмса». В нём сыщик и его брат Майкрофт разглядывают в окно прохожего и на основе деталей его внешности и поведения делают вывод, что этот мужчина — недавно вернувшийся из Индии отставной офицер-артиллерист, который овдовел и воспитывает двоих детей.

Дедуктивно-медицинские таланты Белла, так поражавшие его студентов, привлекли внимание Скотленд-Ярда. В 1888 году с ним консультировалась британская полиция во время охоты на Джека-потрошителя. Белл попытался вычислить серийного убийцу своими методами и даже назвал полицейским имя предполагаемого преступника, однако в истории оно не сохранилось.

Примерно в этот же период рождается персонаж Конан Дойла Шерлок Холмс — в 1887 году выходит повесть «Этюд в багровых тонах». Сам писатель признавался, что с самого начала, создавая образ своего героя, думал о Белле.

«Высокий, угловатый, с резкими чертами лица, крупным носом, напоминающим хищный клюв, и пронзительным стальным взглядом, он, по словам Артура, был похож на вождя индейцев. Добавим к этому длинные чуткие пальцы музыканта, и получится почти дословный портрет Шерлока Холмса из повести "Этюд в багровых тонах”», — писал о Белле Рассел Миллер.

Черты Белла в образе Холмса безошибочно угадывали многие знакомые с доктором. Роберт Льюис Стивенсон, учившийся на одном курсе с Конан Дойлом, писал ему в письме после того, как впервые прочёл одну из историй о сыщике с Бейкер-стрит: «Уж не мой ли это старый друг Джо?». 

Сразу после публикации каждой новой книги о Шерлоке Холмсе Конан Дойл отправлял одну из первых копий Беллу в Эдинбург. Тот высоко оценивал литературные таланты своего ученика, называя его «прирождённым рассказчиком», но от образа Холмса предпочитал дистанцироваться, пишет Дэвид Купер в своей книге «Другое призвание. Врачи, известные в других областях, помимо медицины».  

«Надеюсь, знакомые со мной видят другую, лучшую мою сторону, нежели Дойл», — писал Белл одному из своих товарищей.

Действительно, поразительная проницательность и острый ум — это, пожалуй, главное, что объединяет Шерлока Холмса и его реальный прототип. В бытовых привычках Белл, по свидетельству знакомых, был совсем на него не похож. Он не хранил табак в тапочках, а сигары — в ведре для угля, не употреблял кокаин и не играл на скрипке. Но, не будь Джозефа Белла, вряд ли появился бы и Шерлок Холмс, во всяком случае таким, каким сейчас он известен всему миру.