Hall est le fils de l'écrivain James Norman Hall et Sarah (Lala) Winchester Hall. Il fréquente une école de cinéma (USC School of Cinematic Arts) pour apprendre son futur métier, d'où il sort diplômé en 1949. Il a travaillé sur des documentaires, à la télévision (Au-delà du réel) et les petits films (dont le film Incubus), et comme opérateur de caméra de studio avant de passer à la photographie dans les grands films de studio au milieu des années 1960.
Conrad L. Hall est décédé en 2003 en raison de complications d'un cancer de la vessie. Son Oscar pour Les Sentiers de la perdition, qui est consacré à Hall, a titre posthume et a été accepté par son fils, Conrad W. Hall, qui est aussi un cinéaste.
Il a été et est toujours affectueusement appelé « Connie » par ses pairs et collaborateurs.
