Conrad Hall is de zoon van James Norman Hall, co-auteur van Mutiny on the Bounty, hij wordt soms ook vermeld als Conrad L. Hall en studeerde filmmaking aan de USC, de University of Southern California in Los Angeles. Samen met twee klasgenoten richtte hij een klein productiebedrijf op waarna men een eerste stap zette in de filmwereld met een project dat de titel Sea Theme kreeg waarna het werd verkocht voor televisie. Vanaf de jaren ’50 werkte hij onder andere aan tv-films en commercials. In de jaren ’60 was hij verantwoordelijk voor het camerawerk voor de televisieseries Stoney Burke en The Outer Limits. Hij was ook verantwoordelijk voor het camerawerk van korte stukjes film zoals voor The Living Desert (1953) van Disney bijvoorbeeld.
Begin de jaren ’60 werd hij camera-assistent en camera operator voor een aantal films die meestal in de low budget categorie vielen. Hall kon voor het eerst als director of photography aan de slag voor The Wild Seed (1965). Het hoogtepunt uit het eerste deel van zijn carrière situeerde zich eind de jaren ’60 en de jaren ’70. Hij bewees zijn kunnen en vakmanschap met de bittere, monochrome beelden van In Cold Blood (1967), voor velen één van zijn beste films ooit, maar ook met de warme, romantische kleurschakeringen in de beelden van Butch Cassidy and the Sundance Kid (1969).

Eind de jaren ’70 koos hij, samen met collega-cameraman Haskell Wexler, voor een zijsprongetje door de leiding van een commercieel productiebedrijf op zich te nemen. Hij keerde eind de jaren ’80 terug naar langspeelfilms en met succes. Hij werd meermaals genomineerd voor een Academy Award en wist het begeerde beeldje zelfs meermaals te verzilveren.

Conrad Hall wordt soms ook vermeld als Conrad L. Hall.