Сям’я пісьменніка не была добра забяспечанай, бацька Артура шмат піў і меў неўраўнаважаны характар, а таму з 9 гадоў хлопчык жыў і вучыўся ў закрытым езуіцкім каледжы Стоніхерст (графства Ланкашыр), стасуючыся з бацькамі (а дакладней, з маці) пераважна ў лістах. Пасля вяртання з каледжу ў 1876 годзе Артур быў вымушаны перапісаць на сябе ўсе бацькавы паперы; бацька на той час амаль страціў розум. Малады Дойл абірае сабе кар’еру медыка і паступае ў Эдынбургскі універсітэт, дзе ў яго з’яўляецца шмат сяброў, і сярод іх — Джэймс Бары і Роберт Льюіс Стывенсан.
Варта згадаць, што Конан Дойл — зусім не падвойнае прозвішча. Пасля смерці любімага дзядзькі пісьменнік вырашыў узяць яго прозвішча ў якасці другога імені, і пасля ўсе свае творы так і падпісваў: Артур Конан Дойл.
Падчас навучання на трэцім курсе Артур Дойл пад уплывам сваіх любімых пісьменнікаў — Эдгара По і Фрэнсіса Брэт Гарта — напісаў сваё першае апавяданне “Таямніца Сэсаскай даліны” (The Mystery of Sasassa Valley), якое было надрукаванае ва універсітэцкім часопісе Chamber’s Journal (у якім былі надрукаваныя першыя творы Томаса Гардзі). У тым жа годзе з’явілася ў друку і другое апавяданне Дойла — “Амерыканская гісторыя” (The American Tale).
У 1885 годзе Дойл атрымлівае ступень бакалаўра і пачынае медыцыскую практыку, але ўжо праз некалькі гадоў вырашае прысвяціць сябе літаратуры. У жніўні 1885 году пісьменнік жэніцца з Луізай Хокінс. Доўгія гады яна пакутавала на туберкулёз і ў 1906 годзе памерла, а ў 1907 годзе пісьменнік ажаніўся ў другі раз з Джын Лекі, у якую быў закаханы ўжо дзесяць гадоў. У гэтых шлюбах у яго нарадзілася пяцёра дзяцей.
У наступныя гады Дойл выдае раманы адзін за другім: “Таямніца Клумбера” (The Mystery of Cloomber, 1889) — загадкавы раман пра тагасветнае жыццё трох помслівых будыйскіх манахаў, “Гандлёвы дом Гэрдлстан” (The Firm of Girdlestone, 1890), напісаны пад уплывам Чарлза Дыкенса. У снежны 1888 год Конан Дойл скончыў гістарычны раман “Міхей Кларк” (Micah Clarke), дзе расказваецца пра паўстанне Манмута (1685). Сярод гістарычных раманаў пісьменніка варта таксама згадаць “Белы атрад” (The White Company, 1891) — самую значную працу Дойла ў гэтым жанры, “Родні Стоўн” (Rodney Stone, 1896), а таксама “Выгнаннікі” (The Refugees, 1892—1893).
У 1891 годзе Дойл выдаў першае апавяданне з серыі “Прыгоды Шэрлака Холмса” — “Скандал у Багеміі”. Прататыпам галоўнага героя быў Джозэф Бэл, прафесар Эдынбургскага універсітэта, які ўмеў, назіраючы за чалавекам, разгадваць яго мінулае. Цягам двух гадоў Дойл распрацоўваў вобраз і пісаў апавяданне за апавяданнем, але ўрэшце Холмс яму надакучыў. Але пазбавіцца ад улюбёнца чытачоў у пісьменніка доўга не атрымлівалася. Геніяльнаму дэтэктыву прысвечаныя чатыры раманы: “Эцюд у барвовых танах” (A Study in Scarlet, 1887), “Знак чатырох” (The Sign of Four, 1890), “Сабака Баскервіляў” (The Hound of the Baskervilles, 1902), “Даліна жаху” (The Valley of Fear, 1915) і пяць зборнікаў апавяданняў, сярод якіх “Прыгоды Шэрлака Холмса” (The Adventures of Sherlock Holmes, 1892), “Нататкі Шэрлака Холмса” (The Memoirs of Sherlock Holmes, 1894) і “Вяртанне Шэрлака Холмса” (The Return of Sherlock Holmes, 1905).
У 1900 годзе Дойл як ваенны хірург адпраўляецца на англа-бурскую вайну. У 1902 годзе ён выпусціў кнігу, якая так і называецца — “Вайна ў Паўднёвай Афрыцы” — і якая была ўхваленая ўрадам. Праз пэўны час пісьменнік атрымлівае дваранскае і рыцарскае званне, а таксама мянушку Патрыёт, якой вельмі ганарыўся.
У 1912 годзе Дойл выдаў навукова-фантастычную аповесць “Закінуты свет” (The Lost World), якая адкрыла цыкл твораў пра прафесара Чэленджэра. Пасля яе пабачыў свет “Атручаны пас” (The Poison Belt, 1913), “Краіна туманоў” (The Land of Mists, 1926), “Дэзінтэграцыйная машына” (The Disintegration Machine, 1929) і “Калі Зямля ўскрыкнула” (When the World Screamed, 1928).
Дойл — аўтар некалькіх зборнікаў паэзіі: “Песні дзеяння” (Songs of Action, 1898), “Песні дарогі” (Songs of the Road, 1911).
Падчас Першай сусветнай вайны Дойл, пасля таго, як яму не дазволілі пайсці добраахвотнікам на фронт, цалкам прысвяціў сябе публіцыстычнай дзейнасці і шмат пісаў на ваенную тэму. У 1916 годзе пісьменнік надрукаваў кнігу “На трох франтах”, а ў 1920 скончыў 6-томную працу “Гісторыя дзеяння ангельскіх войскаў у Францыі і Фландрыі”. На вайне загінулі брат, сын і два пляменнікі Дойла.
Пасля вайны Дойл пачынае актыўна цікавіцца спірытуалізмам (хаця і сцвярджае, што гэты прадмет цікавіць яго ўжо даўно) і выдае шэраг прац на гэту тэму: “Новае Адкрыццё” (1918), “Гісторыя спірытуалізму” (The History of Spiritualism, 1926). У 1924 годзе выйшла аўтабіяграфічная кніга Дойла “Успаміны і прыгоды”. Апошнім значным творам пісьменніка стала навукова-фантастычная аповесць “Маракотава бездань” (The Maracot Deep, 1929).
Апошнія гады жыцця Дойл правёў у падарожжах і толькі захварэўшы вярнуўся ў Лондан. 7 ліпеня 1930 году ён памірае ў сваім доме ў Кроўбара (Сасэкс) ад сардэчнага прыступу. На надмагільным помніку пісьменніка выбітыя, апроч імені і даты нараджэння, наступныя словы: “Верны, як сталь, прамы, як клінок” (Steel True, Blade Straight).
