生于南达科他州的坎顿，卒于加利福尼亚州的帕罗阿尔图。1922年毕业于南达科他大学。后入明尼苏达大学和芝加哥大学深造。1925年获耶鲁大学哲学博士学位。1928年任加州大学伯克利分校副教授，两年后升任教授，1936～1958年任该校辐射实验室主任。1933年当选美国国家科学院院士。他也是瑞典科学院外籍院士和苏联科学院名誉院士。

1929年劳伦斯设计并领导建造第一台环形加速器，后称为回旋加速器；领导建造伯克利辐射实验室，后称为劳伦斯实验室、劳伦斯实验研究所。1932年他建造了28厘米的加速器，可把质子加速到1.22兆电子伏。后来设计制造了更大规模的加速器，可用以产生人工核反应，并发现了一系列超铀元素，如锝、铹（为纪念劳伦斯而命名）。伯克利辐射实验室成了世界上第一个加速器中心，并且培养了一大批加速器的专门人才。回旋加速器的原理成为后来发展的质子同步加速器的基础，也推动了粒子物理学的重大进展。1941年他还成功地用加速器制备了96兆电子伏的碳离子束。

劳伦斯在化学、生物学和医学方面也作出了诸多贡献。他将回旋加速器中产生的放射性磷和其他同位素用于医疗，首次用放射性碘治疗甲状腺疾病，用中子束治疗癌症。第二次世界大战期间，他参与制订“曼哈顿计划”，主管用电磁法分离制造原子弹所需的铀-235的工作。他还发明了彩色电视显像管并获得专利。劳伦斯由于在创建加速器方面的贡献获1939年诺贝尔物理学奖。