埃米尔·费雪1852年出身于德国的一个实业之家，并且是五姊妹中的唯一的男孩，父亲对他的期望是学会经营之道，以便继承自己的事业。
1869年，17岁的费雪以全班第一名的成绩毕业于波恩大学预科班。随后因病在家休学两年。病休期间，在父亲的一再劝告下，费雪到他的姐夫那里学做生意。说是学做生意，但费雪的心思全不在这里，结果把账目记得一塌糊涂。又偷偷地在库房里搞起了化学实验，一会儿发生爆炸，一会儿又发出呛人的气味。搞得他的姐夫马克思·弗里德里希一点办法都没有，看来只好将这个“小舅爷”交回去了。弗里德里希到老岳父面前“告状”，老费雪听完女婿的话，知道自己的儿子不是做生意的料。虽然他一心一意希望埃米尔·费雪能继承和发展自己的事业，但最终还是尊重儿子的选择，让他继续上学。
1871年，19岁的费雪进人了波恩大学。但实验室简陋的设备和不良学风让费雪非常失望，一年之后，也就是1872年秋天，他转入斯特拉斯堡大学化学系学习，那里有当时著名的化学家阿道夫·冯·贝耶尔教授。贝耶尔教授对染料、炸药和药物的研究有很大的贡献。费雪非常敬佩贝耶尔教授，贝耶尔教授也很快就发现了这位勤奋好学的青年人的才能，并精心地加以培养。
在贝耶尔教授的指导下，费雪开始撰写博士论文。1874年他完成了《有色物质的荧光和苦黑素》论文，获得了博士学位。这时费雪才22岁，成为了该校有史以来最年轻的博士。
斯特拉斯堡大学一向以严格求实著称，在这样的学校获得博士学位是要经过严格考核的。在隆重的毕业典礼上，大学总监也抑制不住内心的激动，他颇为骄傲地大声宣布：“本校自1567年创立以来，到现在已超过两百年了，本届出了一位最年轻的博士，他就是埃米尔·费雪。”从此以后，“最年轻的博士”就成为费雪的另一个名字。
费雪获得博士学位之后，已经小有名气，一些大学争相聘他去当教授。但是费雪却另有打算，他认为贝耶尔教授是一位非好的老师，在他身边可以学到很多东西。当时贝耶尔教授接到慕尼黑大学聘请他去那里讲学的通知。费雪便谢绝了一切聘请，跟随老师去了慕尼黑大学，当了一名助教。费雪的亲朋好友知道他的计划之后，都认为“放着教授不当，去当助教，有点不合情理”。那时，慕尼黑正流行伤寒病，亲人们就更反对他去那里了。费雪认为，能从师贝耶尔教授是很难得的，因此他不为亲友的劝阻所打动，决心随老师前往慕尼黑。
在慕尼黑大学的头三年里，费雪没有教学任务，他有很多时间专心于研究工作。在贝耶尔教授的指导下进行有关苯肼项目的研究，他首先做的研究项目是合成粪臭素。实验多次失败已经够倒霉的了，再加上粪臭素的臭味就更加烦人。但是费雪一心扑在实验上，尽管他衣服、头发和皮肤上都粘上了粪臭素，散发着恶臭的气味，但他对这一切全不介意，甚至忘记了身上还有什么气味。当费雪成功地合成粪臭素，高兴地跳起来时，才发现实验室里只剩下他一个人了。因为实验室里冲天臭气，熏得谁也呆不下去了，大家都逃到外面“避难”去了。
在德国，很多人都喜欢听音乐会或看歌剧，费雪也是一位爱好者。工作之余，只要音乐厅、歌剧院有演出，他是必到的观众。一天，正好城里有歌剧演出，实验结束后费雪把实验室收拾好，就动身前往歌剧院。他一进歌剧院就发现一些人离他远远地，他没有介意，开始找自己的座位；找到座位，刚一落座，周围的观众就表现出异样：开始时是相互交头接耳，继而好像有人发出了什么命令似的，大家都不约而同地掏出手绢捂住鼻子，像躲避瘟疫一样扭转身子，还有人想逃离座位。终于有人受不了，大声叫道：“哪里来的臭气，谁把这个刚从马棚出来的马夫放进剧场来了！”这时费雪才如梦初醒，原来是自己给观众带来了极大的不便，他忙站起身来，赶快离开了剧场。回到家里，费雪认真洗过澡，又从里到外换了衣服，但是臭味依然存在，就好像是从皮肤里散发出来的一样。费雪有点懊丧，看来歌剧看不成了。但是为了科学研究，这点牺牲算不了什么。险些获得第二次诺贝尔奖。
1882年夏天，贝耶尔认真思考了费雪跟随自己多年的研究情况，认为费雪在学术上已经有比较深的造诣了，应该到外面去闯一闯，独立创业。贝耶尔把费雪请到办公室，开门见山地说：“这几年你的工作很有成效，不过我认为你还是应该接触更多的人，到别的地方去求发展。”但是费雪舍不得离开老师，一再请求留下来工作。
贝耶尔看着自己心爱的学生，恳切地讲：“费雪，你听我说，我心里非常清楚，你在有机化学上的造诣已经比我深了，该出去自己闯一闯了，别在这里白白耗费时间了。”费雪深受感动，这是老师的一片苦心，只有加倍努力，创造出新的成绩才能不辜负老师的厚望。
在贝耶尔的推荐下，1882年费雪被聘为下厄南津大学化学系有机化学教授，开始从事嘌呤族的研究。1885年转任维尔茨堡大学教授，在这里他进行糖类的研究，并继续做嘌呤族的研究。1892年他来到柏林大学工作，在阐明糖类的结构方面作出了重大贡献，并合成了葡萄糖、果糖、甘露糖等。解决糖的结构是当时有机化学中最困难的问题之一，费雪成功地解决了这个难题。这时他在有机化学方面的研究成果已经超过了他的老师贝耶尔，并且得到了国际上的承认。由于费雪成功地解决了糖的结构以及在嘌呤衍生物、肽等方面的研究成果，1902年，在他50岁时荣获了诺贝尔化学奖。
费雪获得诺贝尔奖以后，仍然不懈努力，并于1914年第一个合成核苷酸。他又被提名为诺贝尔生理学及医学奖候选人，但评奖委员会认为“再授予他奖金很难说是恰当的”，因而没有选上。”
1919年7月15日，埃米尔·费雪因患癌症在柏林去世，享年67岁。