Dzieciństwo spędził w Aix-en-Provence; 1858 przybył do Paryża, 1862–66 pracował w wydawnictwie Hachette, później utrzymywał się jako krytyk literacki i artystyczny, reporter parlamentarny, pisarz; współpracował z wieloma czasopismami. W 1898 wystapił w obronie A. Dreyfusa (list otwarty do prezydenta Francji na łamach „L’Aurore”— Oskarżam!, wydanie polskie 1953), poruszając do głębi opinię publiczną; skazany za obrazę rządu i armii na rok więzienia i grzywnę, schronił się do Wielkiej Brytanii. Zmarł wskutek zatrucia czadem 29 IX 1902 w Paryżu.

Debiutował 1864 zbiorem opowiadań o inspiracji romantycznej Contes à Ninon. Jako krytyk literacki dawał wyraz wielkiemu podziwowi dla twórczości H. de Balzaca i G. Flauberta; w pismach poświęconych sztuce (wybór Słuszna walka. Od Courbeta do impresjonistów 1974, wydanie polskie 1982) bronił malarstwa impresjonistów — był jednym z pierwszych propagatorów tego kierunku (Mon salon 1866, Édouard Manet 1867). Pierwsze powieści (Thérèse Raquin 1867 i Madeleine Férat 1868) Zola napisał w konwencji realistycznej. W tym okresie, pod wpływem lektury dzieł przyrodniczych i medycznych (m.in. Ch. Darwina i C. Bernarda), zaczął pracować nad teorią „powieści eksperymentalnej”, opartej na zasadach nauk przyrodniczych, koncepcji dziedziczności i przemyśleniach filozoficznych i estetycznych H. Taine’a.

Podstawowe dzieła zawierające główne tezy naturalizmu ogłosił znacznie później (m.in.: Le roman expérimental 1880, Les romanciers naturalistes 1881, Le naturalisme au théâtre 1881). W 1871–93 publikował powieści — m.in.: Brzuch Paryża (1873), W matni (1877), Nana (1880), Germinal (1885), Ziemia (1887), Bestia ludzka (1890), Pieniądz (1891), Klęska (1892) — stanowiące części 20-tomowego cyklu Rougon-Macquartowie. Historia naturalna i społeczna rodziny za Drugiego Cesarstwa (wydanie polskie poszczególnych tomów od 1876, pełne — 1956–61). Jego powodzenie miało posmak skandalu. W 1880 ukazał się tom opowiadań Wieczory medańskie (wydanie polskie 1962), którymi autorzy — Zola i pisarze wokół niego skupieni (grupa medańska) — dali wyraz przynależności do nowej szkoły literackiej i na wiele lat usankcjonowali estetykę naturalizmu. Powieści Zoli — „wycinek życia widziany poprzez temperament artysty” (definicja dzieła sztuki zawarta w jednym z artykułów pisarza z tomu Mes haines 1866) — tworzą niezwykle barwny, a zarazem wstrząsający w swej wymowie, historyczno-społeczny fresk epoki, oparty na starannie przygotowanej dokumentacji, w którym oprócz bohaterów indywidualnych, reprezentujących rozmaite środowiska społeczne i zawodowe, pojawiają się masy ludzkie (górnicy w Germinalu). W 1894–97 Émile Zola ogłosił cykl Trzy miasta (Lourdes, Rzym, Paryż, wydanie polskie 1895–98, nowy przekład 1959–63). Po powrocie z Wielkiej Brytanii rozpoczął pracę nad cyklem Les Quatre Évangiles — cz. 1 Fécondité (1899), cz. 2 Travail (1901); cz. 3, Prawda, ukazała się pośmiertnie 1903 (wydanie polskie 1956), a ostatnia, Justice, pozostała nie ukończona. Dramaty Zoli zebrano w Théâtre (t. 1–2 1927); największe powodzenie miały adaptacje sceniczne jego powieści (np. Teresa Raquin 1873, wystawienie polskie 1902, wydanie w serii «Bibl. Nar.» 1974); polski wybór Teatr (1909).