Холл родился в городе Горем, штате Мэн, США. В 1875 году закончил колледж Боудина (Брансуик). Высшее образование Холл получил в университете Джонса Хопкинса, где защитил докторскую диссертацию в 1880 году. Там же он проводил свои первые эксперименты.
Эффект, получивший впоследствии имя первооткрывателя, был открыт Эдвином Холлом в 1879 году, когда он работал над своей докторской диссертацией. Свой эксперимент Холл проводил на золотой пластинке, размещенной на стекле, при пропускании через которую электрического тока возникала разность потенциалов на боковых краях пластины (не обязательно золотой, использовались и полупроводниковые материалы). Разница потенциалов возникала вследствие приложения магнитного поля перпендикулярно к плоскости пластинки (холловского элемента). Отношение холловского напряжения к величине продольного тока, сегодня известное как «холловское сопротивление», характеризует материал, из которого изготовлен элемент Холла. В 1880 году эти эксперименты были опубликованы в качестве докторских тезисов в журналах «American Journal of Science», и «Philosophical Magazine».