Emanuel Goldenberg, lahir di Rumania, tiba di Amerika Serikat pada usia sepuluh tahun bersama keluarganya. Mereka menetap di Lower East Side, New York, dan ia mulai berkarier di dunia akting saat berkuliah di City College, meninggalkan rencana menjadi rabbi atau pengacara.

Pada tahun 1913, ia mendapatkan beasiswa dari American Academy of Dramatic Arts dan memulai pekerjaan di atas panggung dengan nama baru, Edward G. Robinson, di mana G adalah singkatan dari nama keluarga asalnya. Ia tampil di Broadway selama 15 tahun, termasuk karya The Kibitzer, karya komedi yang ia tulis bersama Jo Swerling.

Debut filmnya terjadi pada 1923 dengan peran kecil di film bisu The Bright Shawl. Sukses besar datang saat film bersuara muncul, terutama lewat perannya sebagai Rico Bandello di Little Caesar (1931). Peran ini menetapkan standar bagi gangster di film dan bertentangan dengan kepribadiannya yang sopan dan bergaya tinggi.

Selama kariernya, Robinson memainkan berbagai peran penting seperti tokoh utama dalam film biografi Dr. Ehrlich's Magic Bullet dan A Dispatch from Reuters. Ia juga membintangi film drama psikologis seperti Flesh and Fantasy, Double Indemnity, The Woman in the Window, dan Scarlet Street. Pada 1948, dia tampil di Key Largo sebagai gangster terkenal.

Pada awal 1950-an, ia memberi kesaksian di House Un-American Activities Committee, yang mengarah pada cepat dihapusnya tuduhan komunisme. Di tahun 1956, ia harus menjual koleksi seni miliknya karena perceraian dan menghadapi masalah psikologis anaknya. Ia kembali ke Broadway dalam Middle of the Night di tahun yang sama, dan pada 1973, ia menerima penghargaan Oscar anumerta untuk lifetime achievement.