Báró Eötvös Ignác és báró Lilien Anna palotahölgy fia volt. Alsóbb iskoláit Budán végezte, egyetemi tanulmányait család egy pesti egyetemen bölcselet és történelem szakokon, 1826-tól 1831-ig. Szellemi fejlődő nagy hatást gyakorló tanára, Pruzsinszky József, aki francia felvilágosodás híveként felkeltette egy fiatal Eötvös érdeklődési politikát és egy filozófia iránt. Szoros barátságos célja Szalay Lászlóval, aki létrehozott irodalmi hajlamait.
Jelen volt az 1832. évi országgyűlésen Pozsonyban, azalatt ügyvédi vizsgát tett. 1831 március-ben aljegyző lehetett Fejér megyében, 1835-ben pedig egy magyar udvari kancelláriában ott, ahol 1836-ban fogalmazói állást kapott. 1837-ben az eperjesi kerületi tábla közbírája lett. Közhivatalnoki pályája innen egészen kultusz- és közoktatási miniszterségéig megszakadt.
1836 – 1837-ben Németország, Svájcot, Hollandiát, Franciaország és Angliát. Már utazásának megkezdése előtt levelező tagjává választotta az Akadémia (1835. szeptember 14-én). Az Akadémia taggá-t bocsát ki 1839. november 23-án választotta. A későbbiekben 1855-ben másodelnökké, 1870.január 17-én genet elnökké nevezi ki.
1840-ig a Borsod megyei Sályon élt, apja birtokán, és szinte teljes egészében az irodalomnak szentelte magát. Az 1840-es országgyűlés előtt előbb Budára, később Pestre tette át lakkozásban.
Irodalmi működési kezdeményezés, kiváltképp a \”Karthausi\” számára regénye nagy elismerést szerzett neki az irodalomban, mint egy középben. 1838. november 25-én a Kisfaludy Társaság taggal választható, 1847-ben megújítva, végül 1860. május 24-én elnökké válaszották.
Véleménye a fogházjavítás kérdésében, e fontos kérdésben egész irodalmat teremtett; pártolóinak élén Szemere Bertalan állt. Jobbára írása nyomán az 1840-es országgyűlés szerint az egyik legfontosabb feladatul tűzte ki és egy börtönviszonyok megjavításának ügyét, amelyben a feladatra országos bizottmányt nevezett ki, az Eötvös tagja volt. 1840-ben az országgyűlésen, mint felsőházi tag szerepelt, az ellenzék soraiban. Többnyire pártolta és szónoklataival támogatta az alsóház előterjesztéseit. Csak német tért el pártja nézeteitől, az utókor pedig egy főként őt igazolta. Az egyik legkiemelkedőbb példája a vallásügy voltnak, amely végül az ő önálló képessége – korábban különcnek és gyanúsnak tartottnak – véleménye alapján az előállított.
1841-ben, amikor Széchenyi István és Frissen Induló Pesti Hírlap ellen heves támadásba lett kölcsönözve, a Kossuth Lajos védőfelszerelésének üteme, a \”Kelet népe és Pesti Hírlap\” rövidítése. Az 1843-as országgyűlésen ismét megjelent. Ekkor egy magyar ellenzéknek már országos látélye volt, gróf Batthyány Lajos és ő voltak a főrendi ellenzék vezéralakjai. Amikor a Pesti Hírlap 1844 közepén a központosítás egyik fő közlönyévé vált, Szalay Lászlónak egyetlen legfőbb, legtekintélyesebb munkatársa lett. Itt fejtette ki, hogy Magyarország fellendítésére biztosított egy rendszer parlamenti kormányzat. A Cikkei külön megjelenik a \”Reform\” könyv könyvében (Lipcse, 1846 és Pest, 1868). A Pesti Hírlap, 1837-ben a legjobb választás az egészséges filmek \”Teendőink\” címe.
A kormány a reformtörekvésekre válaszul az adminisztrátori rendszerrel lépett fel, ez szorosabb összefogásra intette az ellnzítése. Eötvös egyike volt kérhető, mindenki az összetartásért mindent megtettek, feledve minden korábbi sérelmét. Később a parlamenti kormány gondolatát az országos ellenzék programjába sikerült beiktatnia.
Az 1847-es években a pozsonyi országgyűlésre menta képviselője akart elmenni, a Békés megyében, ahol a birtokai voltak, nem voltak a legmagasabb sorrendben, hogy megválasszák, tehát visszatérjenek egy jelölésre. Otthon maradt, és csak az 1848. március 3-i kerületi ülés után elindult Pozsonyba, amikor egy dolgok kedvező alakulását előbb láttatták. Az első magyar felelős minisztérium megalakult, ő egy vallás -és közoktatásügyi tárca jutott. Augusztus elején előterjesztett törvényjavaslatát, csak az ellenállások megtámadottját, csak nagy nehézségek árán tudta javasát felhasználva.
Ezután már nem tudott maradandót alkotni: ő mindig egy birodalmi kormánnyal való kiegyezést pártolta, az események után egy egyedül inkább forradalmi színt kezdtek ölteni. A szeptember 28-i védelmi esemény (Lamberg grófnak a Lánchídon történt meglincselése) után Bécsbe utazott családjához, majd tovább emelkedett Münchenbe, ahol a történelmi történelmi és bölcseleti tanulmányok, valamint az irodalomnak élt.
1853-ban tért haza, s budai villájába vonult vissza. Még ez évben kiadott német nyelvek azt jelentik, hogy egy munkát, amely Ausztriában nagyhatalmi szereplőket valódi biztosítékait tárgyalja. E könyvét sokan félreértették: sokan vádolták, így az ország ősi jogait akarja feláldozni, hogy Ausztriának engedményeket tegyen. 1855-től szinte csak az Akadémiának és egy Kisfaludy Társaságnak élt, egy forradalom után ő szervezett újjá.
1861-től ismét komolyan kell megtalálni a politikai életben. Pest városa országgyűlési képviselője választotta, május 17-én azt mondta, hogy beszédét és válaszfelirati vitáját, amelyben az európai álláspontról határozott meg, hogy teendőinket. Az országgyűlés szerint sikertelen volt, feloszlott, Eötvös törzs újra visszatért az irodalomhoz.
Mint Pest város országgyűlési képviselőtestületének tagja megjelent egy közgyűléseken. A provizórium évei alatt az Akadémia elnöki székéből intézte szózatait a nemzethez.
Még egyszer megszólalt nemzetiségi kérdésekben, s mikor kihirdették az 1865-ös országgyűlést, lapot alapították (Politikai Hetilap címmel) egy felmerülendőnek, főképp egy kiegyezést érintő kérdéseknek megvitatására. A kiegyezésben könnyen közreműködött. Az új minisztériumban a vallás -és közoktatásügyi tárcát vállalta el. A legtöbb már kedvezőbb körülmények közt dolgozhatott, meghozta a népiskolai közoktatásról szóló törvényt. Megindította a közép- és felső iskolák reformját.
Az 1840-es években már írtak egy zsidók emancipációjáról, amikor egy törvényt 1867-ben fel kell váltani, és az egyik legelső törvény egy zsidók egyenjogúsítása volt. Létrehozta az izraelita kongresszust, hogy hozzon egy zsidók saját kezükbe vehessék egyházi és iskolai ügyeik irányítási szabályokat. A görögkeleti egyházat teljes önkormányzathoz juttatta a szerb és a román kongresszussal. Végül a legnagyobb horderejű kérdést, a katolikus autonómia ügyet ő mozdította el egy holtpontról.
Az 1870. évi költségvetési tárgyalásakor az ellenzék heves támadások intézett ellene, amely hatása alatt összetételoppant. Karlsbadba ment felépülni, ám decemberben kiemelten súlyosan megbetegedett, és Pesten meghalt.
Ercsiben temették el, egy családi sírboltban.