Ele frequentou a Seattle High School no ensino médio, graduando-se com honras em ciências em 1910. Mais tarde, entrou na Universidade de Washington para estudar química.

Quatro anos depois, em 1914, obteve os diplomas em química farmacêutica e ciências farmacêuticas. A jovem estudante se destacou entre seus colegas por ser coautora de um artigo de dez páginas no prestigiado Journal of the American Chemical Society.

Graças a esses feitos, após se formar, Ball recebeu uma bolsa de estudos para estudar na Universidade do Havaí.

Foi lá que, em 1915, ela se tornou a primeira mulher e a primeira afro-americana nos Estados Unidos a obter um mestrado em química. A universidade ofereceu uma vaga para ensino e pesquisa e, com apenas 23 anos, ela se tornou a primeira professora de química da instituição.

Mas ela quebrou mais barreiras: Ball também abriu um importante precedente para as mulheres interessadas nos ramos complexos da ciência, que naqueles anos eram predominantemente liderados por homens brancos.

No laboratório, Ball trabalhou duro para desenvolver um tratamento bem-sucedido para aqueles que sofrem de hanseníase.

Há indícios de que a doença tenha afetado a humanidade por pelo menos 4.000 anos. Ainda no início do século 20 havia poucas informações sobre como curá-la.

Milhares de pessoas ao redor do mundo sofriam os efeitos da hanseníase sem obter tratamento adequado. Além disso, os pacientes eram profundamente estigmatizados. Muitos foram forçados a viver em isolamento até a morte.

Mas sucesso desse tratamento era limitado. Muitos doentes desistiam de usar o óleo. Quando injetado, era extremamente doloroso. E tendia a revirar o estômago quando tomado por via oral.

O Dr. Harry T. Hollmann, que trabalhava no Hospital Kalihi, no Havaí, especializado em pacientes com lepra, pediu a Alice Ball que ajudasse a encontrar uma solução. Naqueles anos, a lepra era comum no arquipélago havaiano.

Ela então isolou os compostos químicos do óleo (os ésteres etílicos dos ácidos graxos) e com eles criou o primeiro remédio solúvel em água, fácil de injetar, pois podia ser facilmente absorvido pela corrente sanguínea.

Assim, a cientista conseguiu um método de sucesso para aliviar os sintomas da hanseníase - mais tarde conhecido como "Método Ball" -, que foi usado em milhares de pessoas infectadas por mais de 30 anos até a chegada da dapsona, um antibiótico da classe das sulfonas.

Embora a causa de sua morte não seja clara, acredita-se que pode ter sido provocada pela inalação de gases tóxicos durante seu trabalho no laboratório ou por tuberculose.

O químico Arthur L. Dean continuou o trabalho de Ball e publicou os resultados. Em 1918, foi relatado que 79 pacientes do Hospital Kalihi receberam alta graças a esse tratamento que continuou a ser usado até a década de 1940.

O nome de Alice Ball também está inscrito na London School of Hygiene & Tropical Medicine ao lado de nomes como Florence Nightingale e Marie Curie.