1832년 1월 27일 영국 체셔 테어스베리에서 성공회 사제의 아들로 출생하였다. 본명은 찰스 루트위지 도즈슨(Charles Lutwidge Dodgson)이다. 럭비학교에서 1851년 옥스퍼드 크라이스트 처치 칼리지에 진학하여 수학, 신학, 문학을 공부하였으며, 훗날 모교의 수학 교수를 지냈다.

그는 성직자의 자격을 얻었음에도 내성적인 성격과 말더듬이 때문에 평생 설교단에 서지 않았다. 그의 성격은 괴팍했고 다른 사람들과 잘 어울리지 못했다. 엄격한 규칙으로 정한 일상을 고집스럽게 반복했으며 이를 일기에 꼼꼼하게 남겼다. 모든 일상을 기록하여 편지로 주고받았는데 약 9만 9천통의 편지를 보관하였다. 그는 글을 쓰면서 루이스 캐럴이라는 가명을 사용하였다.

그는 크라이스트 칼리지 학장의 딸인 앨리스 리델에게 이야기해 주었던 것을 동화 《이상한 나라의 앨리스 Alice’s Adventures in Wonderland》(1865)와 그 속편인 《거울 나라의 앨리스 Through the Looking-Glass and What Alice Found There》(1871) 등의 유머와 환상이 가득찬 일련의 작품으로써, 근대 아동문학 확립자의 한 사람이 되었다. 그는 사진에도 상당한 관심을 가지고 있었으며 대학 연구실에서 사진실험을 거치면서 초상사진을 촬영했다.

특히 소녀를 대상으로 많은 사진을 촬영했으며 앨리스 리델이 그의 모델이 되었다. 하지만 앨리스에 대한 지나친 집착으로 얼마후 그녀의 집안과 의절하게 되었다. 그 밖의 주요작품으로는 《스나크 사냥 The Hunting of the Snark》(1876) 《실비와 브루노 Sylvie and Bruno》(2권, 1889∼1893) 등과 시집이 있다. 그의 소설이나 시는 현대의 초현실주의 문학과 부조리문학의 선구자로 간주되며, 넌센스 문학의 전형이라고도 할 수 있다. 그는 어린 여자아이들을 좋아하였고 모든 표현은 어린 소녀들을 대상으로 하였다. 평생 독신으로 살았으며 1898년 1월 14일 사망하였다. 그는 빅토리아왕조의 대표적인 기인(奇人)의 한 사람으로 일컬어진다.