亚瑟·柯南·道尔于1859年5月22日出生于苏格兰的爱丁堡，是家里十个孩子中的第三个。他以创造出夏洛克·福尔摩斯这个人物形象而闻名于世。
道尔在1876年至1881年在爱丁堡大学学医期间开始写短篇故事。完成大学学业后，他在一艘去往非洲西海岸的船上做一名外科医生。接下来，他于1885年获得了博士学位，专业是脊髓痨防治。同年，道尔与路易莎·霍金斯结婚，婚后他们有两个孩子。路易莎于1906年死于肺结核。1907年，道尔与珍·莱克伊结婚，他们生育了三个孩子。珍于1940年去世。
1880年前后，道尔在准备开业行医的同时再一次开始写作。他的第一部重要作品是《血字的研究》，于1887年出版，大获成功，这是他创造夏洛克·福尔摩斯这个人物形象的开山之作。1891年，道尔研究眼科学并且开了一家新的诊所，但没有一个病人到他的诊所看病。好在福尔摩斯的形象大受公众欢迎，道尔才得以维持生计。但是，随着写作生涯的展开，他渐渐憎恶起他笔下的福尔摩斯来，因为这个人物形象的存在妨碍了他认为的“更为重要的”作品的创作，于是他在1893年“结果了”福尔摩斯：在《最后一案》中，这位侦探与他的老对手莫里亚蒂教授在莱辛巴赫瀑布一同坠崖而亡。这绝不是为了吸引公众的注意力而有意为之的噱头，道尔认为他和夏洛克·福尔摩斯先生的关系结束了。
公众对福尔摩斯“死亡”的反应非常强烈，震惊了道尔，反响之大让他不得不在1901年出版的《巴斯克维尔的猎犬》中把这位侦探召回以使广大公众得到安慰。最终，福尔摩斯出现在56篇短篇故事和四部长篇小说中，被广泛认为是世界上最为著名的小说人物形象。
在英国与南非布尔战争之后，道尔写了一本非常有影响的小册子，解释并为英国的立场和行为辩护，这本小册子被广泛地散布，并被翻译成外国文字。道尔后来认为这本小册子应该可以让他得以被授予爵士勋衔。他还写过全本的布尔战争史。道尔两次参加竞选想进入国会，但都没有成功。他在刚果改革运动中十分活跃，并且卷入两桩他认为审判不公的案件。最终，由于道尔的干预和他给予的财力支持，这两桩案子的嫌疑犯最后被证明是错判并且被免除了刑罚。
1906年，他的妻子路易莎去世，从那时开始，一系列的死亡，包括他的儿子、他的兄弟、他的两个姐夫，还有他的两个外甥相继离世，这让他非常悲痛。似乎就是这个原因，让道尔加入了20世纪初非常时髦和流行的“唯灵论”运动，这个运动对于想要了解超自然现象的一般公众极具吸引力。道尔创作的关于查林杰教授的小说《薄雾笼罩之地》就涉及了唯灵论，1921年他在《仙女来了》的文章中就使用了当时被认为是真实的柯亭立小镇精灵的照片。可是，多年以后最终得到确证，轰动一时的所谓柯亭立小镇精灵只不过是一场恶作剧。
道尔曾与哈里·胡迪尼建立了友谊。胡迪尼是一位反通灵术的斗士，经常拆穿以通灵为名义的骗局和欺诈行为，而道尔对通灵术信以为真，于是他们的友谊结束了。道尔确信胡迪尼本人拥有神奇的力量，而胡迪尼却始终无法让这位作家相信他的“魔力”只不过是让人产生错觉罢了。
道尔继续他的写作生涯，出版了各类作品，包括短篇故事、非虚构的散文作品。1930年他因为心脏病去世。他身前公开否认自己对基督教的信仰而声明自己是一位“唯灵论者”，死后所葬墓穴位于明斯泰德的教堂外一块不被视为神圣的地域，墓穴上只以一只十字架作为标记，没有任何题字。具有讽刺意味的是，多年以后，整个墓地扩大，道尔的坟墓成了神圣的公墓里的一员，原先的十字架上也加上了题字。