Még nem volt hétéves, amikor apja igen komoly adósságokat hátrahagyva meghalt. A nyomasztó anyagi gondok ellenére az ifjú Zola – egy ösztöndíj segítségével – gimnáziumban folytathatta tanulmányait, ahol többek között Paul Cézanne volt barátja és iskolatársa. Kiváló tanuló volt, de a matematikát sehogy sem tudta megemészteni, az érettségi vizsgán újra és újra elbukott, s végül nem is sikerült bizonyítványt szereznie.

1859-ben anyjával Párizsba költözött, ahol két évig jobbára munka nélkül tengődött, ekkoriban születtek első, sikertelen írásai. Neurózisát fokozta félresikerült kalandja egy Berta nevű műveletlen kurtizánnal, akit nem kevés romantikus hévvel megpróbált „felemelni a sárból”, persze sikertelenül. 1862-ben az Hachette kiadó értékesítéssel foglalkozó alkalmazottja lett, s csakhamar reklámfőnökké küzdötte fel magát. 1865-ben úgy döntött, hogy a továbbiakban újságírásból és írói munkából tartja fenn magát. Két évvel később megjelent romantikus bűnügyi regénye, a Marseille rejtelmei, majd 1868-ban az írói hírnevét megalapozó Thérese Raquin, melynek előszavában Zola először hirdette meg a naturalista irodalom néhány alapelvét.

Ebben az időben fogant meg benne a Balzac Emberi színjátékához hasonló, nagy ívű regénysorozat terve, amely – eredeti elképzelése szerint – tíz kötetben mutatta volna be a korabeli társadalom kialakulását egy család fejlődéstörténetének tükrében. A heves vérű, feltörekvő Rougonok és a terhelt, alkoholizmusra hajló Macquart-ok történetét feldolgozó ciklus, mely eredetileg az Egy család története a Második Császárság idején munkacímet viselte, végül 1893-ra készült el húsz kötetben. Megvalósításán Zola példás buzgalmú hivatalnokként szorgoskodott, gyakorta egyszerre két regényen is dolgozott. Ez is oka annak, hogy az igazán nagy sikert arató remekek mellett (A patkányfogó, Nana, Hölgyek öröme, Germinal) akadnak a ciklusnak gyengébb darabjai is.

A regényírás mellett bámulatosan termékeny újságírói munkát végzett, 1875-től – Turgenyev barátsága révén – rendszeresen publikált a szentpétervári Vesztnyik Jevropiban is. A szinte emberfeletti munka az elismertségen túl az anyagi jólétet is meghozta számára, a Párizs melletti Médanban házat vásárolt. 1893-ban megkapta a Becsületrend tisztje kitüntetést, ám az Akadémia halhatatlanjai közé soha nem sikerült bejutnia. Már javában dolgozott A három város című, erősen antiklerikális trilógiáján, mikor Dreyfus kapitány hívei meggyőzték a kémkedés címén elítélt tiszt ártatlanságáról. 1898 januárjában az Aurore című lapban megjelentette J'accuse (Vádolok) című nyílt levelét, amiért rágalmazás címén egyévi börtönre ítélték, s megfosztották a Becsületrendtől is. Ekkor Londonba menekült, ahonnan 1899 júniusában tért vissza. Halálát, melyet 1902. szeptember 29-én éjszaka gázszivárgás okozott, a mai napig szándékosan előidézett balesetnek tartják. 1908-ban Zola hamvait a Panthéonban helyezték el.