Справжнє прізвище письменника - Дойл, а Конан - одне з його імен.
А.-К. Дойл народився в Единбурзі в родині, яка ще з діда мала яскраво виражений художній нахил. Дідусь письменника, Джон Дойл, досяг успіху як політичний карикатурист, товаришував із Бенджаміном Дізраелі та Чарльзом Діккенсом.
Батько майбутнього письменника, Чарльз Олтемонт Дойл був талановитим художником і архітектором. Але, незважаючи на свій талант, не міг забезпечити гідне майбутнє своєї сім'ї і свого власного сина, бо був хронічним алкоголіком, і сім'я жила в досить обмежених умовах. Мати Артура - Мері Фоулі, була донькою лікаря, була просто приголомшливою оповідачкою і знала велику кількість різних історій та казок. Про своїх батьків він сказав: «Дві окремі лінії ірландських мандрівників зійшлися під одним дахом». Артур був 2 з 10 дітей подружжя.
У дитинстві Артур багато читав, мав різнобічні інтереси. Його улюбленим автором був Майн Рід, а улюбленою книжкою - "Мисливці за скальпами".
Коли Артуру виповнилося дев'ять років, за його навчання погодилися сплатити більш забезпечені члени сім'ї.
Протягом двох років (1868,1870) він навчався у римо-католицькій єзуїтській підготовчій школі Ходдер-Плейс, (Стонігерст), після чого навчався у коледжі Стонігерст, де залишився до 1875 р., потім рік до Stella Matutina, школи єзуїтів у Фельдкірху, Австрія. Закінчив медичну школу Единбурзького університету, де отримав кваліфікацію бакалавра медицини та магістра хірургії в Единбурзі (1881) та ступінь доктора медичних наук (1885) після завершення своєї дисертації про дегенеративне неврологічне захворювання «Есе про вазомоторні зміни в Tabes Dorsalis».
Під час навчання Артур зустрічався з багатьма майбутніми письменниками, такими як, Джеймс Баррі та Роберт Льюіс Стівенсон, котрі відвідували університет. Але найбільший вплив на нього мав один з його викладачів - доктор Джозеф Белл, котрий був майстром спостережливості, логіки та аналізу. У майбутньому він же став прототипом Шерлока Холмса.
Весною 1879 р. Дойл пише маленьке оповідання "Таємниця Сасасської долини" (The Mystery of Sasassa Valley). Незабаром було опубліковане і його друге оповідання – «Американська історія».
Через 10 років не зовсім вдалої лікарської практики (він був лікарем загальної практики, офтальмологом, хірургом на китобійному судні) А. К. Дойл вирішив відмовитися від медичної практики і повністю присвятити себе літературній творчості.
Перше детективне оповідання - «Таємниця Сесасської долини» Дойл створив під впливом оповідань Е. По та Б. Гарта.
У 1884 р. під впливом Ч. Діккенса він написав соціально-побутовий роман із кримінально-детективним сюжетом «Торговий дім Гердлстон».
У березні 1887 р. Дойл створив «Етюд у багряних тонах» – перший твір про Холмса і Ватсона, який був опублікований 1 грудня 1887 р. у випуску «Бітонського Різдвяного Щорічника».
Саме цим твором він і започаткував "Шерлокіану", створивши нині класичних персонажів – геніального детектива Шерлока Холмса (Sherlock Holmes) і його помічника та одночасно оповідача – доктора Ватсона (або Во́тсона) (Dr John H. Watson).
В цілому найвизначніший герой письменника - Шерлок Холмс з'являється у 56 оповіданнях, об'єднаних у 5 збірок, найвідоміші з яких «Пригоди Шерлока Холмса» (1892), «За-писки про Шерлока Холмса» (1894) і «Повернення Шерлока Холмса» (1905) та у 4 повістях – «Етюд у багряних тонах» (1887), «Знак чотирьох» (1890), «Собака Баскервілів» (1902), «Долина жаху» (варіант – «Долина страху», 1915). Остання збірка – «Архів Шерлока Холмса» (1927).До 1891 р. Дойл стає дуже відомим письменником, видавці готові заплатити йому навіть самі нескромні гонорари за публікацію нових оповідань про геніального сищика.
У 1892 р. журнал «Стренд» запропонував написати ще одну серію оповідань про Шерлока Холмса. Дойл сподівався, що журнал відмовиться виконати умови, які він висунув - 1000 фунтів, але журнал погодився.
Особисто А.-К. Дойл не вважав книжки про Шерлока Холмса найкращими у своїй літературній спадщині, віддаючи першість історичним творам.
У історії Великобританії його цікавили три періоди: Столітня війна, буржуазна революція 17-го століття та війни з Наполеоном. Цим епохам присвячено кілька романів що належать до історичного жанру. Письменник вважав найкращим своїм твором історичний роман «Білий загін» (The White Company, 1891), який оповідає про давно минулі часи колоніальної Англії - середині 14 ст. (1366-1367).Цікавим, але менш визнаним є науково-фантастичний доробок письменника - романи "Втрачений світ" (1912), "Отруєний пояс" (1913), "Маракотова безодня" (1929), у яких вимисел переважає над реальністю.
З початком Першої Світової війни Дойл написав безліч статей на військову тематику.Протягом більшої частини життя Дойл був прихильником ідей спіритизму, він вірив в існування надприродних сил і істот.
У багатьох творах Дойла є цікаві передбачення. Його цілком можна назвати «генератором ідей».Ідеї, які письменник висловив за час свого творчого шляху:
прокладання тунелю під Ла-Маншем, створення плавучих гумових човнів для порятунку корабельних екіпажів, камуфляжних сіток для гарматної обслуги, натільної броні.Письменник передбачав підводну війну і навіть звернувся з відповідним проєктом до уряду, але зустрів бюрократичне нерозуміння, що дорого коштувало Великобританії в роки Першої світової війни.
Все своє довге, насичене подіями життя сер Артур Конан Дойл був на рідкість старанним кореспондентом. Він написав тисячі листів - рідним, друзям, колегам, знайомим. Він був з тих, кому простіше було висловлювати себе на папері, а не в розмові.Конан Дойл був щасливий у сімейному житті. Він мав дві дружини. З Луїзою Гокінс вони мали двох дітей, Мері та Кінгслі. Після смерті Луїзи Дойл одружився на Джин Лекі. З нею він мав трьох дітей: Дені, Адріана та Жана.
У 1924 р. вийшла автобіографічна книга А.-К. Дойла «Спогади і пригоди».Найповніше біографія А.-К. Дойла відображена в книзі «Істинний Конан Дойл», яку написав його син Адріан.
У 1902 р. А.-К. Дойла було посвячено в лицарі за його роботу в польовому госпіталі в Блумфонтейні, Південна Африка та інші заслуги.
У м. Кроуборо (Східний Суссекс) на Лондон Роуд встановлено пам'ятник А.-К.Дойлу авторства Девіда Корнелла.У м. Единбурзі, на Пікарді Плейс, неподалік від місця, де народився Артур Конан Дойл також є статуя Шерлока Холмса.
Нині у в Давосі є меморіальна дошка, яка вшановує Дойля за те, що він популяризував Швейцарію як гірськолижний курорт: «показав світу цей новий вид спорту та привабливість швейцарських Альп взимку».Артур Конан Дойл помер в результаті серцевого нападу.
Письменник похований на кладовищі Мінстед Хемпшір.
На прохання дружини на його надгробку викарбувано девіз лицарів: «Вірний як сталь, прямий як клинок».
Перший переклад творів Артура Конана Дойла українською мовою датується 1922 р.