19世纪苏格兰的爱丁堡是艺术和科学的中心，被称为欧洲北部的雅典。1847年5月3日，亚历山大·格雷厄姆·贝尔诞生在这里。祖父是一位受人尊敬的教发声法的教授。父亲梅尔维尔继承父业，以纠正口吃和发声方法而著称。母亲伊丽莎白在家里教育三个儿子，虽然她什么都听不见但却是一个优秀的钢琴师。贝尔在家里排行第二，与哥哥麦利和弟弟特德关系亲密。母亲对钢琴的热爱和父亲在语言研究方面的专长对他的前途产生了重大影响。
更多时候，贝尔喜欢独处，独自练琴，独自在安静的地方一连沉思几个小时。普鲁斯登修道院是他常去的地方。在解决问题的能力上，贝尔与众不同。一次，他和小朋友在磨坊玩。磨坊主要用来给粮食去麸皮，贝尔看到后的第一反应是设计一台同样效果的机器。9岁的时候，他已经成功地完成了第一个小发明。他还把兄弟和朋友们都召集起来，成立了一个“促进协会”，自命为“解剖教授”。
贝尔不仅聪明、执著、富有好奇心而且雄心勃勃。这种性格导致他和父亲梅尔维尔经常发生冲突。为摆脱父亲的管制，当住在伦敦的祖父生病的时候，年仅15岁的贝尔要求去照顾祖父。不久，他搬到了伦敦和祖父住在一起。祖父给他买了成年人的服装，鼓励他从事严肃学科的研究。在这段时期，贝尔逐渐成熟起来，不仅在思想意识上，而且在言行举止上，让人感觉都超过了他的实际年龄。新的形象对他很有帮助，在应试苏格兰爱尔郡教师的时候他被雇用了，事实上有不少学生比他年龄都大。
然而，贝尔还是很难摆脱父亲的控制。1864年，梅尔维尔总结自己一生的工作，发明了第一套代表人类发音的符号系统，命名为“可视语音”。他指出，任何声音都可以用这套符号系统记录下来，而其他人则可以通过这些符号精确地复述出来。贝尔的学期一结束，梅尔维尔就要求儿子帮助他向公众展示这套符号系统。期间，贝尔和父亲参观了英国著名的发明家查尔斯·威斯顿的实验室。威斯顿发明了一个新奇的“说话机器”。贝尔对这种模拟人声的方式非常着迷，并说服兄弟们一起做出了自己的“说话机器”。
1868年贝尔21岁了，他忙着做实验、教书，还想上大学。这时他的家庭却遭遇了不幸：弟弟特德被维多利亚时代的灾难——肺结核夺去了生命；两年之后，哥哥麦利也死于同样的疾病。这让父母整天为贝尔的健康担惊受怕，因为他不是一个强壮的男孩，有着严重的头疼病。梅尔维尔认为加拿大寒冷的气候对儿子有好处，于是决定移民。尽管贝尔害怕再一次被父亲过分的保护束缚起来，但作为唯一幸存的孩子他只能让步。