1840 április 2-án született Párizsban, olasz apa és francia anya egyetlen gyermekeként. Három év Párizsban, a család leköltözése Aix-en-Provence-ba, ahol az apa, Francesco Zola mint mérnök dolgozik: íme a gyermekévek néhány fontosabb eseménye. Iskoláit szintén Aixben végezte. Itt ismerkedett meg a vele csaknem egyidős Cézanne-nal; a barátság 1886-ig tartott, amikor Cézanne szakított az íróval A mű című regénye miatt, amelynek hősében – egy kallódó festő – Cézanne magára ismert.
A középiskolában rendkívül jó tanuló volt, szenvedélyes olvasó, már Comte és Taine filozófiai művei izgatták, elragadta Darwin tanítása a fejlődésről és az ember kialakulásáról. A matematikát azonban sehogyan sem tudta megközelíteni vagy éppen megemészteni. Így érthető, hogy a nagyon jó tanuló hírben álló diák az érettségin matematikából megbukott.
Tizennyolc éves korában anyjával együtt újra Párizsba költöztek. Mivel nem tudott érettségi bizonyítványt szerezni többszöri vizsgázás után sem, hivatalnoki állást vállalt. Egy ideig a vámszolgálatnál, majd a Hachette kiadóvállalatnál dolgozott. Közben próbálkozott az írással is: cikkeket, tanulmányokat, könyvismertetéseket írt. Műkritikával is foglalkozott, a születő impresszionista festészet érdekelte, több korabeli festőt mondhatott barátjának, többek között Cézanne-t, Manet-t, Pissarro-t.
Első nagyobb terjedelmű írásai a Claude gyónása, a Marseille rejtelmei és a Thérése Raquin, melyekben már érződött a leendő naturalista író. A Rougonék szerencséjé-vel 1870-ben már megnyitja a híres Rougon-Macquart-ciklust, a Második Császárság társadalmának nagy freskóját, melyben a társadalomrajz egy család fejlődéstörténetén keresztül bontakozik ki. Adélaide Fouque leszármazottainak történetét Zola a természettudós módszereivel próbálta tanulmányozni és ábrázolni: a regényben lejátszódó eseményeket úgy bontakoztatta ki, hogy azok példázzák a szereplők öröklődési és környezeti determináltságának elvét. A kor szellemének megfelelően sokat foglalkozott a tudományokkal, főleg az örökléstannal: arra a következtetésre jutott, hogy az egyes személyek magatartását, cselekedeteit, fejlődését elsősorban az elődöktől örökölt jellemvonások határozzák meg.
1877-ben megjelent a Patkányfogó című műve, melyben „a nép életmódját rajzolta meg, hogy ezáltal magyarázza erkölcseit”, s mely a sajtó nagyobb részében szokatlan felháborodást keltett, a közönség pedig tombolt vagy pedig lelkesedett. Zola közben a heves támadásoktól, rágalmaktól s a köteteit folyton-folyvást kísérő plágium-vádaktól izgatva, több értekezésben fejtette ki esztétikai nézeteit (A kísérleti regény, A naturalista regényírók), s hihetetlen munkabírással folytatta a Rougon-Macquart ciklust. Megírta – hogy csak a híresebbeket soroljuk fel a – a Szerelmet, a Nanát, a Tisztes úriházat, míg végre 1885-ben, a sorozat főművével, a Germinállal -, osztatlan sikert aratott. Persze a Germinál, mely egy észak-franciaországi bányász-sztrájk történetével akarta tetemre hívni a társadalom lelkiismeretét, még korántsem cikluszáró regény. Olyan világhírre jutott művek követték még, mint az Állat az emberben és a második császárság végnapjairól szóló Az összeomlás, míg végül 1893-ban a Pascal orvossal feltette vállalkozására a zárókövet.
1894-ben, új regényciklusának, a Három városnak a tervezése idején letartóztattak és titokban élethossziglani számüzetésre ítéltek, kémkedés vádjával, egy zsidó származású kapitányt. Mire a ciklus utolsó regénye is elkészült, Zola előtt feltárult a Dreyfus kapitány elveszejtésére összeszövetkezett vezérkari és hadügyi maffia. Egész írói tekintélyét latbavetve, polgári létét kockáztatva szállt síkra érte. Vádolok címmel 1898 elején nyílt levelet intézett a köztársasági elnökhöz, s leleplezte benne a tábornoki hamisítások, fondorlatok sorát, az egész antiszemita bűnszövetkezetet. Ám ezt követően nem a bűnösöket, hanem őt állították bíróság elé, úgyhogy a „hadsereg gyalázásáért” rászabott börtönbüntetés elől kénytelen volt Angliába menekülni. Végül 1899-ben, egy évvel később a köztársasági elnök a közvélemény nyomására elrendelte a Dreyfus-per felülvizsgálását, s Zola hazatérhetett.
Persze korai volt az öröm, hiszen a vizsgálat még hosszan-hosszan húzódott. Közben Zola még Angliában új regényciklusba kezdett. El is készült belőle három regény, a Termékenység, a Munka és a Dreyfus-ügy kulcsregénye, az Igazság. Zola egyik méltatója így írt róla: „ahogyan a Dreyfus-ügyben győzött, az Igazság lapjain éppúgy diadalmaskodik az igazság, és Simon, a zsidó tanító – éppúgy, mint Dreyfus az Ördögszigetekről – visszakerül a gályarabságból. Igen, csakhogy az Igazság 1902-ben íródott, viszont a haladó erők csak jóval később érték el céljukat, az antiszemita katonai vezető-klikk elsöprését és Dreyfus rehabilitálását. Azonban, ahogy az a haladás harcos, nagy íróival történni szokott, Zola nem érte meg az ügy diadalát.
1902-ben egy éjszaka a kályhából kiáradó széngáz feleségével együtt megölte. Erről a halálos balesetről hamarosan az a mendemonda kapott lábra, hogy szándékos gyilkosság volt. Sokan gyűlölték az írót Dreyfus messzehangzó védelméért. Bosszúra vágyók szakértő kéményseprőkkel eltömették a kéményt, hogy a széngáz áradjon ki és ölje meg Zoláékat. Az ilyen hírt nehéz elhinni is, cáfolni is.
