Cornwell a été envoyé à la Monkton Combe School, a fréquenté l’Université de Londres et, après avoir obtenu son diplôme, a travaillé comme enseignant. Il a tenté de s’enrôler dans les forces armées britanniques au moins trois fois, mais a été rejeté pour myopie.
Il a ensuite rejoint BBC’s Nationwide et a été promu responsable des affaires courantes à BBC Northern Ireland. Il a ensuite rejoint Thames Television en tant que rédacteur en chef de Thames News. Il a déménagé aux États-Unis en 1980 après avoir épousé un Américain. Incapable d’obtenir une carte verte, il a commencé à écrire des romans, car cela ne nécessitait pas de permis de travail.
Enfant, Cornwell aimait les romans de CS Forester, relatant les aventures de l’officier de marine britannique fictif Horatio Hornblower pendant les guerres napoléoniennes, et a été surpris de découvrir qu’il n’y avait pas de tels romans après la campagne terrestre de Lord Wellington. Motivé par le besoin de subvenir à ses besoins aux États-Unis par l’écriture, Cornwell a décidé d’écrire une telle série. Il a nommé son principal protagoniste Richard Sharpe, un carabinier impliqué dans la plupart des grandes batailles de la guerre péninsulaire.
Cornwell voulait commencer la série avec le siège de Badajoz mais a plutôt décidé de commencer avec quelques romans « d’échauffement ». C’étaient Aigle de Sharpe et L’or de Sharpe, tous deux publiés en 1981. Aigle de Sharpe a été repris par un éditeur, et Cornwell a obtenu un contrat de trois livres. Il a ensuite raconté l’histoire de Badajoz dans son troisième roman de Sharpe, La société Sharpe, publié en 1982.
Cornwell et sa femme Judy ont co-écrit une série de romans, publiés sous le pseudonyme de « Susannah Kells ». C’étaient Une miséricorde suprême, publié en 1983, Anges déchus en 1984, et Blason (alias Les aristocrates) en 1986. (L’éducation protestante stricte de Cornwell a informé l’arrière-plan de Une miséricorde suprême, qui a eu lieu pendant la guerre civile anglaise.) En 1987, il a également publié Manteau rouge, un roman sur la guerre d’Indépendance américaine se déroulant à Philadelphie pendant son occupation de 1777 par les Britanniques.
Après avoir publié huit livres dans sa série Sharpe en cours, Cornwell a été approché par une société de production intéressée à les adapter pour la télévision. Les producteurs lui ont demandé d’écrire un prequel pour leur donner un point de départ à la série. Ils ont également demandé que l’histoire comporte un rôle important pour les personnages espagnols afin d’obtenir un cofinancement de l’Espagne. Le résultat était Les fusils de Sharpe, publié en 1987, et une série de téléfilms Sharpe mettant en vedette Sean Bean.
Une série de thrillers contemporains avec la voile comme toile de fond et des thèmes communs a suivi : Wildtrack publié en 1988, Seigneur de la mer (alias Sillage du tueur) en 1989, Répression en 1990, Enfant-tempête en 1991, et Scélérat, un thriller politique, en 1992.
En juin 2006, Cornwell a été nommé officier de l’Ordre de l’Empire britannique sur la liste des honneurs du 80e anniversaire de la reine.
Le dernier ouvrage de Cornwell, Azincourt, est sorti au Royaume-Uni en octobre 2008. Le protagoniste est un archer qui participe à la bataille d’Azincourt, une autre défaite dévastatrice subie par les Français lors de la guerre de Cent Ans. Cependant, Cornwell a déclaré qu’il ne s’agirait pas de Thomas of Hookton de The Grail Quest ou de l’un de ses proches.