Après des études de médecine à Paris, Lucien Cornil s’engage comme volontaire pendant la Première Guerre mondiale, pendant laquelle il reçoit la Croix de guerre. Il est ensuite envoyé au centre neurologique de Gustave Roussy à Nancy, qui lui permet de réaliser des recherches en traumatologie neurologique. Il passe ensuite par le Centre de Besançon où il travaille à sa thèse sur la commotion de la moelle épinière, soutenue en 1921. Après la guerre, il reprend sa place d’interne à l’Hospice Paul-Brousse et étudie la gérontologie et les affections neurologiques des personnes âgées. Agrégé en 1923, puis chef de travaux à Nancy, il devient professeur en 1930, puis doyen de la faculté de médecine de Marseille en 1939, où il fait construire une nouvelle Faculté et organise les cliniques de la Timone, crée l’Institut de Biométrie, une section neuro-biologique dans le service de Physiologie, et le Centre anti-cancéreux de Marseille.