دویل در اسکاتلند متولد شد و در دانشگاه ادینبورو (Edinburgh) به تحصیل طب پرداخت. او در آنجا با دکتر جوزف بل (Joseph Bell) آشنا شد که دارای اقرت فراوانی در استدلال استنتاجی بود. در واقع منبع الهام کونان دویل برای خلق شخصیت شرلوک هولمز، دکتر بل و روشهای خاص تفکر وی بود.

دویل پس از پایان تحصیلات خود به لندن رفت و در آنجا به خاطر کندی کار طبابت خود، زمان زیادی برای نوشتن پیدا کرد. اولین ماجرای شرلوک هولمز، "اتاق سرخ" A Study in Scarlet در سالنامه کریسمس1887 بیتون (Beeton) منتشر شد.

از سال 1891، مجموعه ای از ماجراهای هولمز در نشریه استرند (The Strand) به چاپ رسید.

در سال 1891 دویل به مدد هولمز توانست حرفه طبابت را کنار بگذارد و زمان خود را کاملا به نوشتن اختصاص دهد، اما او به زودی از این مخلوق خود خسته شد و در داستان "مساله نهایی" (The Final Problem)، شرلوک هولمز و دشمن سرسختش دکتر موریارتی (Moriarty) را از بین برد. اما به زودی مجبور شد به خاطر خواسته عموم و طرفداران سرسخت هولمز، او را احیا کند. در سال 1902 دویل به خاطر فعالیت در بیمارستان صحرایی آفریقای جنوبی، لقب شوالیه گری دریافت کرد.

سر کونان دویل علاوه بر نوشتن تعداد زیادی از ماجراهای شرلوک هولمز و تعدادی رمان، به تاریخ نگاری، شکار نهنگ و شرکت در ماجراهای تهورآمیز و ورزشهای گوناگون نیز میپرداخت. او پس از کشته شدن پسرش در جنگ جهانی اول، طرفدار سرسخت علوم روحانی شد و در سال 1930 درگذشت.