Hall elszegényedett családból származott,
főként önképzéssel tanult, bár
rövid ideig a Central College-ba (McGrawville, New York állam)
és a Michigani Egyetemre is járt. 1858-ra szerény
álláshoz jutott a Harvard Egyetem obszervatóriumában,
ahol kutatott, és tanulmányokat tett közzé. 1863-ban
a matematika professzorává nevezték ki az USA Haditengerészeti
Obszervatóriumában (Washington), ezt a posztot 1891-es nyugdíjazásáig
töltötte be. Elsősorban a bolygók kutatásával,
a kettős csillagok pályáival, a csillagparallaxisok
meghatározásával foglalkozott. 1896-tól 1901-ig
a csillagászat professzora volt a Harvardon.