Nacido el 1 de Mayo de 1852 en Petilla de Aragón (una pequeña isla de tierras de Navarra en territorio aragonés, España), fue un adolescente inconformista y fascinado por los fenómenos naturales. Ya de adolescente descubrió una de sus pasiones, el dibujo, que acabaría convirtiéndose en una de las marcas distintivas de su carrera científica.

Licenciado en Medicina por la Universidad de Zaragoza en 1873, eligió la investigación en lugar de la práctica médica. Después de servir como médico militar en Cuba, retomó el estudio de la anatomía hasta que conoció a Aureliano Maestre de San Juan, padre de la histología española.

Fue la observación de algunas de sus preparaciones microscópicas lo que hizo que el interés del brillante Ramón y Cajal se centrara en el mundo vivo de lo muy pero que muy pequeño.

De ahí derivó hacia el estudio del sistema nervioso, perfeccionando el método de tinción con nitrato de plata, conocido como método de Golgi (en honor a su descubridor).

En el año 1888 obtuvo las preparaciones que revelaban la estructura del sistema nervioso y los mecanismos básicos de su funcionamiento, concretamente, la identificación de la neurona como su unidad básica.

Entre 1899 y 1904 apareción, en forma de cuadernillos, de escasa tirada y costeados por él mismo, la que acabaría siendo su gran obra, "Textura del sistema nervioso del hombre y los vertebrados". Resultado de 15 años de incansable afán investigador, en esta obra explora toda la compleja estructura del sistema nervioso, poniendo las bases de la moderna neuroanatomía.

Sus delicados dibujos siguen reproduciéndose en los libros de texto hoy día. En 1906 recibió en Premio Nobel de la Fisiología y Medicina, la culminación al trabajo de toda una vida.