Нортон родился в Бостоне, штат Массачусетс, но вырос в городе Колумбия, штат Мэриленд.

В пять лет Эдвард заинтересовался театром, вскоре начал заниматься в Оренстейновской Колумбийской школе театрального искусства и в восемь лет дебютировал на сцене в местной постановке.

Нортон закончил высшую школу Уайлд Лэйк в 1985 году, затем Йельский университет в 1991 году со степенью бакалавра по истории. В Йеле Нортон по прежнему занимался театром. Он посещал множество факультетов, хотя драматический никогда не был для него профилирующим. Актёр Рон Ливингстон был его сокурсником и таким же самодеятельным актёром. Эдвард также изучал японский язык и посещал популярную школу английского языка NOVA Group. Сразу после получения диплома он отправился в Японию, где работал в компании своего деда Enterprise Foundation. И только несколько лет спустя, в 1994 году, вернувшись в Нью-Йорк, Эдвард решил отказаться от привычной работы и полностью посвятить себя актёрской карьере.

Подрабатывая официантом, Нортон играл на нескольких театральных сценах Нью-Йорка и в итоге был принят в компанию New York Signature Theater Company, членом совета директоров которой он является в настоящее время.

Дебютом в кино для Нортона стал фильм «Первобытный страх» (1996), где он сыграл молодого заключённого социопата. За эту роль он получил премию Золотой Глобус и был номинирован на премию Оскар, как лучший актёр второго плана. Впоследствии его не раз номинировали, в том числе и на лучшую мужскую роль за роль в фильме о нео-нацистах «Американская история Икс», а за участие в экранизации романа Чака Паланика «Бойцовский клуб» Эдвард не был номинирован на серьезные кинонаграды, однако к нему пришла всемирная слава.

Последнее время он играл самого себя в экспериментальном комедийном телесериале «Стелла». Так же снискал одобрение критиков за роль прокаженного короля в фильме «Царство Небесное». В 2000 году он дебютировал как режиссёр, сняв комедию «Сохраняя веру». Своей игрой в фильме «Иллюзионист» 2006 года он вновь заслужил положительные отзывы критиков. В 2008 году Эдвард сыграл Брюса Беннера в фильме «Невероятный Халк», который получил почти исключительно положительные отзывы критиков. Нортону предлагали вернуться к роли в фильме «Мстители», но он разорвал контракт, и его заменили Марком Руффало.

В 2009 году Эдвард снялся в фильмах «Изобретение лжи» и «Травка», а также получил роль в сериале «Американская семейка».

В 2012 с участием Нортона вышли два фильма, это «Королевство полной луны» и «Эволюция Борна».