Het Londense verhaal (moord op John Openshaw):
* John Openshaw: Een man die Amerika ontvlucht naar Engeland, vrezend voor zijn leven. Hij wordt vermoord door een mysterieuze aanvaller.
* Sherlock Holmes: De briljante detective die de moord op Openshaw onderzoekt.
* Dr. Watson: Holmes' trouwe metgezel en verteller van het verhaal.
* Inspecteur MacDonald: Scotland Yard-detective die in eerste instantie de moord op Openshaw onderzoekt.
Het Amerikaanse verhaal (The Valley of Fear):
* McMurdo: Een ogenschijnlijk charmante vreemdeling die arriveert in het Amerikaanse mijnstadje Vermissa en later blijkt het brein achter de 'Valley of Fear' te zijn.
* Ettie Shafter: Een jonge vrouw die zich aangetrokken voelt tot McMurdo's charme, maar later het doelwit wordt van zijn machinaties.
* "Baas" McGinty: De meedogenloze leider van een geheime criminele organisatie die bekend staat als de "Scowrers" in Vermissa.
* "Zwarte" William: Een lid van de Scowrers en een van de sleutelfiguren in de organisatie.
* "De oude man" (Edward Lyon): Een gepensioneerde detective die de "Valley of Fear" heeft overleefd en Holmes helpt het mysterie op te lossen.
* Vader Ignatius Gallaher: Een katholieke priester in Vermissa die op de hoogte is van de criminele activiteiten van de Scowrers en Holmes bijstaat.
* Cecil Barker: Een jonge man die verstrikt raakt in het kruisvuur van de activiteiten van de Scowrers en een sleutelfiguur wordt in het onderzoek.
Ondersteunende personages:
* Mevr. Hudson: De hospita op 221B Baker Street, de woning van Holmes en Watson.
* Dhr. Douglas: Een krantenredacteur die informatie geeft over de Scowrers.
* De kolonel: Een militaire officier die betrokken raakt bij het onderzoek.
De roman combineert de twee verhaallijnen naadloos en onthult hoe de gebeurtenissen in de Valley of Fear verband houden met de moord op Openshaw in Londen.