Topuzlu, 18 Mart 1866 tarihinde İstanbul’da Üsküdar’ın Salacak semtinde dünyaya geldi. İskeçeli Topuzoğlu Yusuf Ziya Paşa’nın oğludur. Annesi ise KazaskerHacı Tahir Efendi’nin kızıdır. Cemil Topuzlu, bir süre Üsküdar’da Paşakapısı Askeri Rüştiyesi‘nde, bir süre Mekteb-i Sultani’de (Galatasaray Lisesi) okuduktan sonra babasının Şam’daki görevi nedeniyle Şam Askeri Rüştiyesi’nde okumuştur ve 1880 yılında mezun olmuş ve İstanbul’a dönmüştür. 1882 yılında Kuleli’deki Askeri Tıbbiye’ye girdi. 1886 yılında Gülhane’deki Mekteb-i Tıbbiye-i Şahane’den doktor yüzbaşı olarak mezun oldu. 1887- 1890 seneleri arasında 3 sene Paris‘te St. Louis Hastanesi’nde asistan olarak cerrahi uzmanlığı için çalıştıktan sonra İstanbul’a geldi ve Haydarpaşa Askeri Hastenesi‘nin Hariciye bölümü şefliği görevi aldı. 1891yılında Mekteb-i Tıbbiye-i Şahane‘de hocalık yapmaya başladı. Bu arada da Zeynep Kamil Hastanesi‘ni düzenleyerek ilk özel hastane olarak açılışını yaptı. Operatör doktor olarak ün kazandı. Profesörlüğe kadar yükseldi. Ameliyatlardaki yeni buluşlarıyla ünü yurt sınırlarını aşmıştı. Onun icadı olan birtakım cerrahlık aletleri, uzun süre, birçok memlekette başarı ile kullanılmıştır. Daha sonra Şişli Etfal Hastanesi’nde operatörlük yaparken aynı zaman Sultan Abdülhamit II’in saray cerrahlığını da yaptı. 1905 yılında Abdülhamit II tarafından mareşalliğe yükseltildi. 2. Meşrutiyetin ilanından sonra askerlikten ayrıldı. 1908 yılındaki İkinci Meşrutiyet’ten sonra 1909 yılında Tıp Fakültesi’nin yeni baştan düzenlenmesinde görevlendirildi. Tıbbiye-i Mülkiye ile Askeri Tıbbiye’nin birleşmesini ve Tıp Fakültesi adı ile hizmet vermesini sağlamıştır. Haydarpaşa’da kurulan bu fakültenin dekanlık görevini yaptı. Fakültenin Rumeli’ye taşınmasından sonra ve rütbesi 1909’da çıkarılan Tasfiye-i Rüteb kanunuyla rütbesi miralaylığa indirilmesi üzerine görevinden ayrıldı. Daha sonra 1912 yılında İstanbul Şehreminliği’ne (Belediye Başkanlığı) getirildi. 1914 yılında çocuklarının yakalandığı hastalık yüzünden İsviçre’ye gitti. 1. Dünya Savaşı yıllarını Cenevre’de geçirdi savaş bittikten sonra İstanbul’a döndü. 1917 yılında Fransız hükümetinin sulh teklifini Sadrazam Talat Paşa’ya iletmesi Enver Paşa’nın tepkisiyle karşılandı. Çiftehavuzlar’daki köşkü gözlem altına alınınca’da ailesiyle birlikte bir kez daha İsviçre’ye gitti. 1919 yılında döndü. 1919 yılında ikinci defa İstanbul Şehremini oldu. Gülhane Parkı, Kabataş’la Ortaköy arasındaki caddeyi süsleyen çınar ağaçları onun şehreminliğinden kalmıştır. 1920 yılında görevinden ayrıldı. İstanbul Şehremini görevinden ayrıldıktan sonra 1920 yılında Nisan – Temmuz ayları arasında Damat Ferid Paşa hükümetinde Nafia Nazırı ( Osmanlı Devleti’nde Bayındırlık Bakanı) oldu. Ancak Sadrazam Damat Ferid Paşa’yla geçinemedi. Daha sonra hakkında kovuşturma açılacağını öğrenince Fransa’ya gitmiş ve idarecilik görevini bırakıp kendini tıp alanındaki çalışmalarına vermiştir. Bu arada Ankara Hükümeti de “İngiliz Muhipler Cemiyeti” kurucusu olduğu için Cemil Topuzlu’yu kara listeye aldı. 1924 yılında Türkiye’ye döndükten sonra resmi görev almadı ve yalnız mesleğiyle ilgili çalışmalar yaptı. 1925 yılında oğlu Mehmet Ziya Galatasaray’dan mezun olduktan sonra yine ama bu sefer oğlunu Belçika Leuven Üniversitesi’nde okutmak için yurtdışına gittiler. 1929 yılında döndüler. Cemil Topuzlu, 1891 yılında Şeyhülislam Cemaleddin Efendi’nin kızı Ayşe Aliye ile evlendi. Muhiddin, Mehmet Ziya ve Selma adlarında 3 çocuğu oldu. Topuzlu, 25 Ocak 1958 tarihinde İstanbul’da 92 yaşında hayatını kaybetti. Vefat ettiği sene, Cemil Topuzlu’nun ismi Harbiye Açıkhava Tiyatrosu‘na verildi.