Кілька близьких родичів Белла, зокрема його дід, батько і дядько, були професійними риторами. Батько майбутнього винахідника, Александр Мелвілл Белл, навіть опублікував трактат про мистецтво красномовства. Після того, як два брата Александра померли від туберкульозу, сім’я вирішила переїхати в Канаду

У віці 13 років Белл закінчив Королівську школу в Единбурзі, в віці 16 років отримав посаду вчителя красномовства і музики в Академії Уестон-Хауз. Один рік Александр навчався в Единбурзькому університеті, потім переїхав в англійське місто Бат, де почав працювати помічником вчителя музики і ораторського мистецтва.

За освітою не був ні інженером-електриком, ні фізиком, але за якийсь час змінив напрям діяльності і почав працювати над створенням телеграфу для одночасної передачі кількох текстів — «музичного телеграфу»
 

За освітою Александер Белл не був ні інженером-електриком, ні фізиком, але ще в
Шотландії він почав цікавитися можливістю передачі сигналу по каналах електрозв’язку. У Канаді Белл продовжив займатися винахідництвом, зокрема, створив електричне фортепіано, пристосоване для передачі музики по дротах.

Пізніше він став працювати з глухонімими людьми, навчаючи їх вимові. Прагнення допомогти цим людям і любов до дівчини, що оглухла після важкої хвороби, спонукали його сконструювати прилади, за допомогою яких він міг демонструвати глухим артикуляцію звуків мови.

Після переїзду з Британії на американський континент він викладав у Бостоні, тренуючи викладачів для глухих, де в 1872 році  відкрив  приватну школу «Фізіології звуку та механіки мови», а в 1873 став професором фізіології органів мови Бостонського університету.

Вивчаючи акустику, фізику людської мови, він почав ставити досліди з апаратом, в якому мембрана передавала коливання звуків на голку. Так він наближався до ідеї телефону, за допомогою якого «стане можливою передача різних звуків, якщо тільки вдасться викликати коливання сили електричного струму, відповідні тим коливанням густини повітря, які породжує даний звук».

У 1876 році спостережливість при роботі над телеграфом допомогла Беллу відкрити явище, яке дало змогу йому винайти телефон: коли помічник Белла витягав пластинку з передавача, у приймачі Белл почув деренчання. З’ясувалося, що пластинка замикала і розмикала електричне коло. Белл звернув на це явище пильну увагу.

Через кілька днів перший апарат — невелика мембрана з сигнальним ріжком для посилення звуку — був зроблений. Так був створений родоначальник всіх телефонних апаратів. Через кілька років телефон перетворився на масовий засіб зв’язку, що принесло створеній Беллом фірмі значні прибутки.

В кінці 1879 компанія «Western Union» уклала угоду з компаньйонами винахідника. Була створена об’єднана фірма «Белл компані», основна частина акцій якої належала Беллу. Незабаром ціна однієї акції компанії піднялася до тисячі доларів.

У 1880 році Александер Белл вперше спостерігав фотоакустичний ефект , який запропонував використовувати для оптичного бездротового телефону, фотофону.

У наступні роки телефони стали активно вдосконалювати. До 1900 року було видано понад 3 тисяч патентів на винаходи, пов’язані з телефонними пристроями. У США на той час встановили вже 1,5 млн апаратів. Капітал телефонних компаній оцінювався майже в 6 млн доларів, а виплати акціонерам становили 3,9 млн доларів на рік.

На отримані від фірми гроші Белл заснував у Вашингтоні Інститут імені А. Вольта. Тут винахідники працювали над подальшим вдосконаленням телефону, фонографа і електричного зв’язку. Сам Белл працював над багатьма проектами, зокрема в галузі авіації та гідродинаміки; займався навіть розведенням овець. Белл такоже долучився до розробки металодетекторів, гідроплана та других літаків. Підтримував селекцію, а також сприяв розвитку євгеніки.
 

У 1877 році Белл одружився на своїй учениці Мейбел Хаббард.

Матеріальна сторона його не цікавила, зате велике задоволення приносила можливість підтримувати талановитих вчених і винахідників, таких як, А. Майкельсон і Г. Кертисс. З власного досвіду Александр Белл знав, як важливо вчасно допомогти обдарованій людині: на початку його власних наукових пошуків величезну підтримку Беллу надав американський фізик Д. Генрі. Також Белл приділяв велику увагу проблемам людей з порушеннями зору і слуху. За свої кошти заснував у Вашингтоні експериментальну школу, де проводилася практична робота по виявленню найкращих методів навчання глухих дітей. За його наполяганням була заснована Американська асоціація сприяння навчанню глухих усного мовлення. Отримавши премію Вольта за винахід телефону він заснував на ці гроші  у Вашингтоні  Вольтовске бюро по поширенню інформації з проблем глухих. Белл був хорошим другом Хелен Келлер, яка присвятила йому свою автобіографічну повість «Історія мого життя» («Story of my life»).

Белл став одним із засновників Національного географічного товариства, яке до сьогодні видає журнал «National Geographic», який до цього дня видається на різних мовах і в багатьох країнах світу, користуючись заслуженою популярністю.

Белл помер 2 серпня 1922 року в своєму маєтку Бейн-Брей поблизу міста Баддек
(канадська провінція Нова Шотландія). Після його смерті всі телефони Сполучених Штатів (понад 13 мільйонів) були відключені протягом хвилини мовчання, щоб вшанувати пам’ять винахідника.