Issu d'une famille juive d’origine russe, dont il est un membre de la troisième génération, il naît et grandit dans le quartier new-yorkais du Bronx. Il est le fils de Rose (Levine) et David Richard Doctorow qui choisissent son prénom, Edgar, en hommage à Edgar Allan Poe.
Il est l’auteur de plusieurs romans à succès qui mêlent histoire et critique sociale, dont Ragtime (1975), adapté au cinéma sous ce titre par Miloš Forman en 1981, et Billy Bathgate (1989), adapté lui aussi au cinéma sous ce titre par Robert Benton en 1991.
Il a comme ambition à travers ses romans d'embrasser la totalité du passé de sa ville et de son pays afin de remonter aux racines de l'histoire contemporaine.
Dix de ses romans ont été traduits en français.
Romans
Welcome to Hard Times (1960), aussi paru sous le titre Bad Man from Bodie
Big as Life (1966)
The Book of Daniel (1971), une réécriture de l'histoire du couple Rosenberg
Publié en français sous le titre Le Livre de Daniel, Paris, Laffont, 1980; réédition, Paris, 10/18 no1598, 1984
Publié en français sous le titre Ragtime, trad Janine Hérisson, Paris, Robert Laffont, 1976; réédition, Paris, J'ai lu no825, 1978; réédition, Paris, Laffont, Bibliothèque Pavillons, 2004
Loon Lake (1980)
Publié en français sous le titre Le Plongeon Lumme, trad Jean- Pierre Carasso, Paris, Robert Laffont, 1982
American Anthem (1982)
World's Fair (1985)
Publié en français sous le titre L'Exposition universelle, trad Claudia Ancelot, Paris, Robert Laffont, Pavillons, 1988. Le roman remporte le National Book Award1986
Publié en français sous le titre Billy Bathgate, trad. Michel Lederer, Paris, Julliard, 1990; réédition, Paris, 10/18 no2366, 1993; réédition, Paris, Éditions de L'Olivier, Petite bibliothèque de l'Olivier no55, 2003
The Waterworks (1994)
Publié en français sous le titre La Machine d'eau de Manhattan, trad Michel Lederer, Paris, Flammarion 1996
City of God (2000)
Publié en français sous le titre Cité de Dieu, trad Jacqueline Huet et Jean-Pierre Carasso, Paris, Éditions de L'Olivier, 2003; réédition, Paris, Points no1796, 2007
Publié en français sous le titre Homer & Langley, trad Christine Le Bœuf, Arles, Actes Sud, 2012
Andrew's Brain: A Novel (2014), un neuro-roman sur la vie et les désillusions d'Andrew; l'intrigue évoque un huis clos avec, et son psychiatre, et sa conscience morale. Le dernier roman de l'auteur avant son décès.
Publié en français sous le titre Dans la tête d’Andrew, trad Anne Rabinovitch, Arles, Actes Sud, 2016
Recueils de nouvelles
The Songs of Billy Bathgate (1968), première version du texte qui deviendra en 1989 le roman Billy Bathgate
Lives of the Poets: Six Stories and a Novella (1984)
Publié en français sous le titre La Vie de poète, trad Jean-Pierre Carasso, Paris, Robert Laffont, 1986
Sweet Land Stories (2004)
All the Time in the World (2011)
Essais
Essays and Conversations (1983)
Jack London, Hemingway, and the Constitution: Selected Essays, 1977-1992 (1993)
Poets and Presidents: Selected Essays, 1977-1992 (1994)