Már gimnazista korában a marxista filozófia híve volt, Marx és Lukács György munkái hatottak rá. 1953-ban szerzett magyartanári diplomát az ELTE-n, ugyanabban az évben jelent meg első kötete Fiatal szemmel címmel, és tehetségét jól mutatja, hogy egy évvel korábban már megkapta a József Attila-díjat. Egy évig az Árpád Gimnáziumban tanított, majd 1954-től a Szabad Ifjúság irodalmi mellékletének szerkesztője volt. Állásából egyik verse miatt egy év múlva eltávolították, ezután az Egyetemi Lapoknál dolgozott.

1956-ban Lukács György aspiránsának jelölték, amikor kitört a forradalom, amelyben elsősorban újságíróként vett részt, és ő volt az Írószövetség és a Nagy-budapesti Központi Munkástanács összekötője. Tevékenységéért az év decemberében letartóztatták és nyolc év börtönre ítélték.

1960-ban amnesztiával szabadult, 1967-ig alkalmi szellemi munkákból, fordításból élt, ekkor az Élet és Irodalom szerződéses munkatársa lett.

1977-1982 között a kaposvári Csiky Gergely Színház dramaturgja volt, azonban ellenzéki tevékenysége (tiltakozó ívek aláírása, szamizdatirodalom) miatt távozni kényszerült. 1982-től szabadfoglalkozású író, 1983-tól három évig Nyugat-Berlinben élt. Részt vett a demokratikus ellenzék munkájában, a Beszélő belső köréhez tartozott, később az SZDSZ tagja, a Magyar Narancs főmunkatársa lett (a pártból 2004 augusztusában lépett ki).

Az "örök ellenzéki" az 1970-es évek óta volt egyik meghatározó alakja a magyar kulturális közéletnek, szóban és írásban is karakteres, örökké perlekedő véleményformáló, aki mindig vállalta, amit kimondott vagy leírt.

Eörsi Istvánnak több mint 35 önálló kötete jelent meg. Versei, drámái, novellái a kelet-európai groteszk jegyeit mutatják, annak pesszimizmusa nélkül. Művein átüt szociális érzékenysége, történelmi igazságkeresése, kesernyés optimizmusa. Esszé tanulmánykötetet írt Gombrowicz-ról és Kleistről, Jóbról és Heinéről.

Legsikeresebb színművei a Sírkő és kakaó, valamint a Lukács Györgyről írt Interjú, amely a filozófussal élete utolsó hónapjaiban folytatott beszélgetések alapján készült.

Emlékezés a régi szép időkre című ironikus, mégis eszméihez hű börtönmemoárjában pontos képet ad a korszakról. Verseket és drámákat is fordított magyarra, és tette át magyarra Lukács György több kötetét is. 2005-ben jelent meg Dr. Noha című publicisztikai kötete, benne 56 írással, halála után adták ki Halpagár című, felnőtteknek is szóló gyermekvers-kötetét.

1983-ban Frankfurter Autorenstiftung-díjat, 1988-ban osztrák műfordítói díjat kapott. A rendszerváltás után 1990-ben a Színikritikusok Díjával tüntették ki, 1991-ben a Magyar Köztársaság Aranykoszorúval Díszített Csillagrendjét vehette át. 1993-ban Parnasszus-különdíjat és a Gyermekkönyvek Nemzetközi Tanácsának (IBBY) különdíját kapta meg, 1996-ban a Soros Alapítvány életmű-díjával tüntették ki, 2005-ben lett Kossuth-díjas.

Eörsi István 2005. október 13-án, hosszú betegség után halt meg.