Mediku, katedratiko eta idazlea, Petilla de Aragonen (Nafarroa) 1852ko martxoaren 1ean jaioa; bi urte eduki zituenera arte bertan bizi izan zen. Madrilen hil zen 1934an.
Gero Huescara aldatu zen, bere aita, goi-aragoar herritxo batzuetako medikua baizen. 1873an Zaragozan Medikuntza lizentziatura lortzen du. Soldadutzan Cataluñara bidali zuten (guda karlista, 1873-74) eta Kubara (1874-75), bertan zela paludismoa hartuz. Zaragozara itzultzen da eta Unibertsitatean Anatomia eta Enbriologiaren ikasketari ekiten dio. 1877an Madrilen doktoretza lortzen du.
Bi urte geroago zaragozar unibertsitateko anatomia museoetako zuzendari izendatzen dute. 1833an Valentziako Unibertsitateko Anatomia Katedra lortzen du. Medikuntzari buruzko lan batzuk argitaratzen ditu. 1877an Bartzelonako Unibertsitatean Histologia katedra lortzen du eta Madrilekoan ere. Alemaniara doa. 1899an Alfontso XIIIaren Higiene Nazio Institutuaren eraketa sustatzen du. 1900ean Instrukzio Publikoko kontseilari izendatzen dute. 1906an Medikuntzako Nobel saria ematen diote.
Bere histologia idatzirik garrantzitsuenak hauek dira: Gizonaren eta ornodunen Nerbio-sistemari buruzko Histologiaren bertsio zabalago bat (1879-1904); Zientzia Zehatz, Fisiko eta Naturazkoen Errege Akademian sarrera ekitaldiko hitzaldia; Ikerketa biologikoari buruzko aholku eta arauak (1897); Histologie du systéme nerveux de l'homme et des vertebrés (Paris, 1909-1911); Nerbio sistemaren endekapen eta birsorkuntzarekiko ikerketak (Madril, 1913-1914). Aipatu izenburuez gain beste arlo batzuei ere ekin zien, honako hauek idatziz: Cuentos de vacaciones (1905), La fotografía de los colores (Madril, 1912), Charlas de café (1921), Recuerdos de mi vida (Madril, 1923), El mundo visto a los ochenta años (Madril, 1934). Bere Literatura Lan Guztien bilduma Madrilen egin zen 1950ean.
Cajal Hizkuntzaren Errege Akademiako kide izan zen, Medikuntzako Errege Akademiakoa, Zientzia Zehatz, Fisiko eta Naturazkoena; Historia Naturaleko Espainiar Sozietatekoa; Madrileko Ateneoko Meritudun bazkidea, Medikokirurgia Espainiarreko Akademiako kidea; bizitza guztirako senataria, Alfontso XIIaren gurutze handia, Ohorezko Legioko komendadorea, Zaragozako eta Madrileko seme bikaina eta lehenetsia; Cambridge, Wurzburgo, Clark, Cristianía, Lovaina, Barcelona, Estrasburgo, Guatemala, Viena, Filadelfia, Paris, Santiago de Chile, Munich, Coimbra, Mexiko, Cadiz, Valladolid, Turin, eta Nueva Yorkeko Unibertsitateetako doctor honoris causa; Phsychiatrie und Nerverkrankeiten berlindar Sozietateko ohorezko kidea, Filadelfiako Philosophical Societykoa, Reale Instituto Lombardo de Science e Lettere-koa, The American Neurological Associationekoa, The Neurological Society, Filadelfiakoa, Coninbricensis Institut Societas, Coimbrakoa, Royal Irish Academy, Dublinekoa, Academia Scientiarum Ulisiponensisekoa, Sociedad de Neurologiakoa, de Kazan (Rusia), Academia Regia Scientiarum Neerlandicakoa, de la Academia Regia Scientiarum Suecicakoa.
Nazioarteko zientziari egin zion bere ekarpenik garrantzitsuena neuronaren teoriari buruzkoa izan zen. Lan hori burutzeko honako ikerketa sendo hauek egin zituen: Kristalinoaren lenteari buruzkoa, kartilagoaren egiturarena, eltxoen eta ornodunen muskulu-zuntza, mukosa batzuen epitelio-zelulen egitura, sustantzia grisean nerbio-zelulen lokarri eta morfologia zuzentzen dituzten legeen, zerebeloko garunen axona, perizelula-saskiak, sustrai sentsitiboen eta adarren goranzko eta beheranzko adarkatzeak, sustantzia zuriaren albo-harien luze eta laburrak, lobulu optikoko erretina-zuntzen amaierak, orno-muinaren alboetako zuntz txikia, ganglio sinpatikoen azterketa, zerebeloko garunen ardatz-zilindroa eta geruza molekularraren zunztxo paraleloekiko bere jarraipena, hasierako konoa, orno-muineko nerbio-zelulen lotura eta morfologia, ganglioak, zerebeloa, erretina, usaimen-bulboa, etab, etab.
Jatorriz aragoar lurretakoa, Petillan jaioa aitaren lanbidea tarte izanagatik, Cajalek bere burua aragoartzat zeukan.