Alain Goutelle est né le 3 avril 1929 à Saint-Étienne, fils de Maurice Goutelle, fabricant de rubans, et de Germaine Gabert. Docteur en médecine en 1962, assistant des hôpitaux trois ans plus tard, agrégé en 1969, professeur de première classe en 1991. Au plan hospitalier, il est externe en 1952, interne en 1956 et reçoit la médaille d’or en 1962. Chef de service en neurochirurgie à l’hôpital neurologique de Lyon en 1978, il est admis à la retraite en 1996.
Il s’oriente dès l’internat vers la neurochirurgie sous l’autorité du professeur Wertheimer, qui l’engage à parcourir le monde neurochirurgical : en France – Paris, Lille, Bordeaux, Montpellier, Marseille, Limoges –, à Göteborg dans le service du professeur Norieu, à la Mayo Clinic de Rochester (Minnesota), à New-York, Boston, Montréal (Professeur Hardy), etc. Il exerce à l’hôpital Édouard-Herriot puis à l’hôpital neurologique de Lyon. Précurseur en France du traitement chirurgical de l’ischémie carotidienne et vertébro-basilaire par la désobstruction artérielle, il a publié un volume chez Masson sur ce sujet. Il est aussi un précurseur de la chirurgie hypophysaire par voie nasale sans ouverture du crâne, ainsi que de la chirurgie de la colonne cervicale sur laquelle il est le premier à Lyon à être intervenu par voie antérieure.
Membre de la société de neurochirurgie de langue française depuis 1964, il en a été le trésorier pendant 5 ans. Membre associé de l’American Association of Neurological Surgeons depuis 1971. Lauréat de l’Académie de Médecine en novembre 1986.
Sur le rapport du professeur Marc Trillet*, il est élu le 6 décembre 2011 membre titulaire de l’Académie, au fauteuil 4, section 3 Sciences. Son discours de réception, le 9 octobre 2012, mène « à la découverte d’un grand peintre anglais, David Hockney » (MEM 12, 2013). L’art contemporain le captive ainsi qu’en témoignent ses interventions académiques : 25 novembre 2003, Maladie et créativité artistique (MEM 3, 2004) ; 2 juin 2009, Edward Hooper (1882-1967), un regard mélancolique sur la société européenne (MEM 9, 2010) ; 5 octobre 2010, Le cubisme : la place de Juan Gris (MEM 10, 2011) ; 18 mars 2014, Chaïm Soutine (1893-1943), à la découverte d’un grand peintre méconnu (MEM 14, 2015).
Il est l’auteur de plus de 200 publications, monographies, articles, rapports, etc.