Né à Dijon, le 4 février 1862.
Issu d’une famille de la bourgeoisie aisée, Édouard Estaunié fut d’abord élève des Jésuites dans sa ville natale, avant de poursuivre ses études à Paris.
Il entra en 1882 à l’École Polytechnique et à l’École des Sciences politiques. Cette formation devait lui ouvrir les portes d’une carrière d’ingénieur dans les Postes et Télégraphes, carrière qu’il achèverait avec le rang d’inspecteur général.
Auteur de plusieurs ouvrages scientifiques (Les sources d’énergie électrique, 1895, Traité de communication électrique, 1904), Édouard Estaunié choisit de consacrer ses heures de loisir à la littérature.
Il publia ses premiers romans, Un simple et Bonne Dame, en 1891, tableaux de mœurs provinciaux. Vinrent ensuite L’Empreinte (1896), satire subtile de la vie dans un collège de Jésuites pour laquelle il s’était aidé de ses propres souvenirs et où s’affirmaient ses positions anticléricales, Le Ferment (1899), L’Épave (1902), La Vie secrète (1908), Les Choses voient (1913), L’Ascension de M. Baslèvre (1921), Solitudes (1922), L’Infirme aux mains de lumière (1923), Tels qu’ils furent (1927), Madame Clapain (1932).
De roman en roman, Édouard Estaunié se révéla un admirable analyste de l’âme humaine et de ses tourments.
Il fut élu à l’Académie française le 15 novembre 1923 au fauteuil d’Alfred Capus, qu’il remporta au troisième tour par 17 voix contre 10 à André Rivoire et 3 à Charles Le Goffic.
« Vous avez, lui déclara Robert de Flers dans son discours de réception, le 2 avril 1925, écrit cinq ou six fois le roman de la détresse humaine. »
En 1926, Édouard Estaunié devait être porté à la présidence de la Société des gens de lettres.
Il reçut Émile Mâle sous la Coupole, en 1928.
Mort le 2 avril 1942.