Charles-Edward Brown-Séquard est né à Port Louis à l'île Maurice, d'un père américain et d'une mère française. En fait, comme Claude Bernard, il vînt à Paris avec l'idée de faire une carrière littéraire mais devant le peu de succès qu'il rencontra comme écrivain il se tourna vers des études de médecine. Docteur en médecine en 1846, il s'intéresse particulièrement aux mécanismes de la digestion. Il retourne exercer quelques années à l'île Maurice. En 1852, il se rend en Amérique du nord (Boston en Virginie), puis à Paris et enfin en 1859 à Londres. Là, il exerce comme professeur au "National Hospital for the Paralysed and Epileptic" (l'Hôpital national pour les paralysés et les épileptiques). Il y fut reconnu pour ses cours sur les pathologies du systèmes nerveux. 
En 1864, il se rend de nouveau aux Etats-Unis où il enseigne la physiologie et la neuropathologie à l'université Harvard. Ce dernier poste étant supprimé, en 1869, il se rend à Paris où il devient professeur à l'Ecole de médecine de Paris. Il va pratiquer à New-York avant de revenir en France en 1878, pour succéder à Claude Bernard à la chaire de physiologie expérimentale au Collège de France, poste qu'il occupa jusqu'à sa mort.
Brown-Séqard est l'un des premiers à étudier les sécrétions internes aujourd'hui appelées hormones, et à découvrir l'importance des glandes surrénales. A ce titre il est considéré comme le fondateur de l'endocrinologie mais il est surtout connu pour ses travaux sur les effets de l'hémisection de la moëlle épinière qui lui permirent de définir l'entité clinique qui porte son nom. Parmi les troubles caractéristiques du "syndrome de Brown-Séquard", consécutif à des lésions étendues d'une moitié de la moëlle épinière, on constate une perte de la sensibilité tactile épicritique (le toucher fin) et proprioceptive (relative à l'équilibre et la posture) de toute la partie de l'hémicorps homolatéral sous-jacente à la lésion et une perte de la sensibilité thermo-algique du côté controlatéral. Des troubles moteurs de type hémiplégique, sont également observés du côté homolatéral.
Outre ses études expérimentales sur le système nerveux il décrira le rôle jusqu'alors méconnu des glandes surrénales et lancera, peu avant sa mort, un programme de recherche sur le vieillissement et le rôle ralentisseur que l'hormone mâle serait susceptible de jouer dans ce processus. C'est dans ce contexte qu'à un âge avancé, il s'injecta à six reprises (entre le 15 et le 30 mai 1889), des extraits de testicules de chien et de cobaye, et dit avoir constaté une nette augmentation de sa vigueur sexuelle, persuadé d’avoir trouvé là un "élixir de jouvence". Il pensait ainsi avoir démontré que les glandes "vasculaires" agissent par libération dans le sang d'un produit de sécrétion (les hormones).
On considère généralement que son interprétation était fausse car les testicules fabriquent mais ne stockent pas la testostérone, mais l'hormonothérapie était née. Comme le souligne le biologiste Jean-Didier Vincent "Ce n'est ni la première, ni la dernière fois qu'une hypothèse juste est vérifiée par des résultats faux". Toutefois, certains endocrinologues doutent aujourd'hui qu'il ne se soit agi que d'un effet placebo, car un testicule frais contient effectivement des androgènes. Sa découverte fut très controversée dans les milieux scientifiques, mais fit le tour de l’Europe et du monde et rencontra un grand succès dans le public.
Les travaux de Brown-Séquard intéressent, certes, davantage la neurologie que la psychologie. Ses recherches en endocrinologie méritent cependant de retenir l'attention du psychologue car elles ont permis la naissance d'une véritable psychologie physiologique dans laquelle les processus neuro-endocriniens jouent un rôle essentiel.
Charles-Édouard Brown-Séquard est mort le 2 avril 1894 à Sceaux.
Travaux:
- Recherches expérimentales sur la transmission croisée des impressions dans la moëlle épinière, Paris, 1855.
- "Expérience démontrant la puissance dynamogénique chez l'homme d'un liquide extrait de testicule d'animaux". Archives de physiologie normale et pathologique, Paris, 1889, 5, série. 1, 651-658.
- Notice sur les travaux scientifiques de C. E. Brown-Séquard, Paris, Masson, 1883.