Carlisle Cullen era filho de um pastor anglicano, nascido na década de 1640 em Londres, Inglaterra durante um período de turbulência religiosa. O pai de Carlisle e outros pastores lideraram caçadas contra lobisomens, bruxas e vampiros, dizendo estarem livrando o mundo do mal e do pecado, mas muitas vezes os grupos mataram cidadãos inocentes, os confundindo com as criaturas que procuravam alucinadamente. Como seu pai já estava idoso, Carlisle acabou sendo encarregado da tarefa de seu pai. Ele ficara menos a vontade com a matança, porém era mais lógico e mais paciente em fazer as acusações, diferente de seu pai. Também foi inteligente o bastante para encontrar um verdadeiro grupo de vampiros nos esgotos de Londres. Carlisle liderou o ataque, porém, durante todo aquele caos, acabou sendo atacado por um vampiro, que também atacou outro homem e matou outros dois. Sabendo que não seria bem acolhido em casa, Carlisle se escondeu em um depósito de batatas por longos três dias, onde suportou em silêncio todo o processo de transformação extremamente doloroso. Depois, surgiu como um vampiro.

Carlisle ficou aterrorizado com o que havia se tornado, e tentou se matar de diversas formas, entre elas inanição, afogamento, pular de penhascos, etc. Nada funcionou graças a sua força e poder de um vampiro "recem-criado". Desesperado, ele atravessou o Canal da Mancha à nado, e ao "chegar do outro lado", atacou e se alimentou com o sangue de um rebanho de cervos. Ele então descobriu que poderia viver se alimentando de sangue animal, ao invés de sangue de pessoas. O que ele considerou mais humano. Carlisle encontrou vida nova através desse fato, e passou dois séculos aperfeiçoando-se para conseguir resistir a luxúria causada pelo sangue humano. Ele passava as noites estudando, e de dia, colocava suas aprendizagens à prova. Era conhecido como "noturno patrono das artes". Como resultado de seu esforço e estudo, Carlisle foi capaz de se tornar um magnífico médico, com o intuito de salvar vidas ao invés de tirá-las.

Estava estudando na Itália, quando conheceu os Volturi, que incluíam três vampiros, Aro, Marcus e Caius. Eles eram mais civilizados e refinados do que os vampiros dos esgotos de Londres, porém ainda assim se alimentavam de sangue humano. Mesmo que eles tentassem convencer Carlisle a beber sangue humano, ele não quis e então resolveu reguir para o "Novo Mundo". Acabou indo trabalhar em um hospital em Chicago durante a epidemia da gripe espanhola, trabalhando durante o odiado turno da noite e, depois fingindo dormir em casa, sentindo-se culpado por não poder salvar mais vidas durante o dia. Durante a epidemia, Carlisle encontrou Elizabeth Masen, que tinha a doença, porém havia chances de viver, se não fosse por se mostrar tão persistente ao querer ela mesma cuidar do filho, Edward, que estava morrendo de Influenza também. Elizabeth implorou para que Carlisle curasse seu filho alegando saber que ele era o único capaz disso. Nisso, Elizabeth morreu. Embora estivesse confuso, Carlisle percebeu que Edward estava prestes a morrer e sozinho no mundo. Então, transformou-o em vampiro, saindo assim de sua solidão. Pouco depois, em 1921, se mudaram para Wisconsin, onde tratou de Esme, depois de uma fracassada tentativa de suicídio pela perda de seu filho. Carlisle se sentiu obrigado a salvá-la, e se apaixonou por ela. Se casaram algum tempo depois. Depois, se juntaram a eles Rosalie Hale, uma jovem mulher que estava quase morta ao ser espancada e violentada pelo noivo e alguns amigos, que estavam bêbados. Dois anos depois, enquanto caçava, Rosalie encontrou um jovem homem chamado Emmett, que estava sendo atacado por um urso. Ela o carregou mais de 100 milhas até Carlisle, que o trasnformou, e dali em diante, Rosalie e Emmett são amantes. Foi quando Carlisle e sua família se mudaram para Forks, Washington, onde fizeram acordo com uma tribo indígena, os Quileutes, que deixariam os Cullen em paz se eles não mordessem ninguem ou não invadissem suas terras. Eles viviam em paz até que os Cullen partiram. Entre sua estadia em Forks, Alice e Jasper, um casal de vampiros os encontrou, e foram aceitos entre os Cullen. No início de Crepúsculo, eles viviam em Forks há dois anos e Carlisle trabalhava como médico no hospital local. Com as riquezas adiquiridas por sua bem sucedida carreira médica através dos séculos, Carlisle possui uma Mercedes S55 AMG preta.