Nasceu em 1851 no Estado da Virginia, EUA. Graduou-se médico pela Universidade da Virgínia em 1869. Durante o ano seguinte aprimorou os estudos como estudante médico no Bellevue Medical College de Nova York. Clinicou e foi médico de distrito na cidade até fevereiro de 1875 quando ingressou no exército como primeiro tenente. Um ano depois foi transferido para o Arizona onde permaneceu no serviço de guarnição, durante vários anos. Em 1889 foi nomeado cirurgião assistente e examinador de recrutas em Baltimore e frequentou cursos de patologia e bacteriologia no hospital Johns Hopkins. Em 1893 assumiu a curadoria do Museu Médico do Exército em Washington e foi designado professor de bacteriologia e microscopia clínica da Escola Médica do Exército. Durante a guerra híspano-americana de 1898 (que resultou na independência cubana) presidiu o comitê responsável por investigar o surto de febre tifóide nos acampamentos militares. Com o fim dos trabalhos do comitê retomou suas funções em Washington.
No início de 1900 marinheiros de um navio da marinha americana estacionado no porto de Havana foram atingidos pela febre amarela. Reed comandou uma comissão de 4 médicos nomeada para investigar o surto. A constatação de que apenas um dos nove presos em uma mesma cela de um quartel a 300 km de Havana contraíra a doença e morrera, levou Reed a abandonar as teorias tradicionais de que a febre amarela seria transmitida por miasmas ou pelo contágio e a atentar para a tese levantada em 1881 pelo cubano Carlos Juan Finlay, até então não comprovada, da transmissão pelo mosquito. A morte de um dos membros da comissão após uma picada de mosquito reforçou a hipótese. Reed realizou experimentos controlados e comprovou que a febre amarela era transmitida pela picada do mosquito Stegomyia fasciata. (renomeado Aedes aegypti).
Em 1901 retomou as atividades docentes em Washington, onde morreu em novembro do ano seguinte.