Charles Bell, est né en novembre 1774, à Edinburgh en Ecosse. Il est le plus jeune fils de William Bell, prêtre anglican. Il étudie l'anatomie sous la direction de son frère cadet, le chirurgien John Bell et est admis en 1799 au Royal College of Surgeons à Edinburgh. Il s'installe à Londres, en 1804, où il pratique la chirurgie et enseigne l'anatomie.
Il est nommé chirurgien au Middlesex Hospital (en 1814) puis professeur d'anatomie et de chirurgie au College of Surgeons de Londres (en 1824). Il quittera la capitale en 1836 parce que, dit-il "London was a good place to live, not to die in". Bell fut également un peintre de grand talent, auteur de remarquables planches anatomiques et de dessins de blessés réalisés notamment pendant la bataille de Waterloo. 
On doit principalement à Sir Charles Bell d'avoir mis en évidence les fonctions distinctes des racines antérieures (ou ventrales) et postérieures (ou dorsales) des nerfs spinaux. Il montra que la stimulation de la racine antérieure affecte davantage la contraction musculaire que celle de la racine postérieure, mais ne précisa pas davantage le rôle de cette dernière. En fait c'est Magendie qui, onze ans plus tard, décrira le rôle exact de ces racines, montrera leur polarité et établira la loi de "Bell et Magendie" qui précise que les racines antérieures ou ventrales conduisent les messages efférents (racines motrices), alors que dans les secondes (racines dorsales ou postérieures) cheminent les messages afférents (racines sensitives).
Innervation réciproque
La découverte des propriétés fonctionnelles des racines dorsales et ventrales est à l'origine de la notion d'arc réflexe proposée plus tard par Marshall Hall. Bell identifia, avant Sherrington, le principe de l'innervation réciproque (le fait qu'un muscle extenseur se relaxe lorsque le fléchisseur qui lui est associé se contracte).
Nerf de Bell
Il a laissé aussi son nom au nerf long thoracique ou nerf du grand dentelé (nerf de Bell, qui naît des branches antérieures des racines C5 et C6, rarement C7, qui a une longueur de 20 cm, et qui descend vers la paroi thoracique, se coude au niveau de la 2° côte pour se distribuer au faisceau musculaire du grand dentelé).
Paralysie de Bell
On lui doit encore la première description de la paralysie du nerf facial. En neurologie son nom est resté associé à la paralysie faciale idiopathique (paralysie de Bell, dite encore paralysie faciale "a frigore") et au signe qui l'accompagne, l'élévation du globe oculaire du côté paralysé lors de la tentative de fermeture de l'œil (signe de Charles Bell). Le phénomène de Charles Bell s'observe chez 90% des sujets normaux lors du clignement réflexe ou volontaire et chez 42% des sujets lors du sommeil. Les muscles concernés sont le droit supérieur et le petit oblique, innervés par le nerf moteur oculaire commun.
Au-delà de son activité de chirurgien et de ses travaux d'anatomie, Bell contribua de manière décisive au développement de la psychophysiologie en proposant une alternative organiciste à la vision mécaniste (on dirait aujourd'hui "systémique") de l'Ecole française héritière de Descartes et de La Mettrie.
Charles Bell est anobli en 1831 et décède le 28 avril 1842, à North Hallow, Worcestershire en Ecosse.