Edward G. Robinson arrive aux Etats-Unis avec sa famille en 1903. A dix-huit ans, il s'inscrit à l'Académie d'art dramatique de New York et débute au théâtre en 1913. Il se fait peu à peu connaître à Broadway, notamment grâce à la pièce The kibitzer, qu'il écrit et interprète en 1929. Il fait une apparition au cinéma muet en 1913 dans Arms and the woman de George Fitzmaurice puis en 1923 dans The bright shawl de John S. Robertson.Il est repéré par la Warner dans la pièce The racket, dans laquelle il interprète le gangster Nick Scarsi.
Jusqu'en 1930, Edward G. Robinson interprète des petits rôles, comme dans Le trou dans le mur (1929) de Robert Florey. Il obtient la consécration en 1930 dans Little Caesar de Mervyn LeRoy. Le visage et l'attitude froids et frustres de l'acteur le désignent pour incarner à merveille le caïd Rico Bandello. Edward G. Robinson, le cigare à la bouche, jetant ses ordres du coin des lèvres et dirigeant sa bande avec une brutalité impitoyable, s'impose comme l'archétype du gangster américain des années 1930. Suite au succès du film, la Warner l'engage pour devenir le gangster numéro un des studios. Edward G. Robinson devient ainsi le dur à la voix râpeuse et au faciès ingrat. Il multiplie les emplois du genre, tout en y apportant une touche très personnelle ; il est par exemple étonnant en gangster chinois dans Le bourreau (1931) de William A. Wellman. L'année suivante, Howard Hawks lui offre un rôle inclassable, celui du chasseur de requin manchot du Harpon rouge (1932). Forts de cette collaboration réussie, les deux hommes se retrouvent pour Ville sans loi (1935), où Edward G. Robinson interprète avec sa fougue habituelle un patron de saloon. Puis l'acteur s'oriente vers des personnages plus humains : émouvant en docteur Erlich découvrant un remède contre la syphilis dans Dr Erlich's magic bullet (1940) de William Dieterle, il devient un homme vieilli et bafoué dans La femme au portrait (1944) de Fritz Lang. Il revient en force en gangster dans Key Largo (1948) de John Huston ; sa première scène est remarquable : il apparaît suant dans un bain chaud, le cigare collé à la commissure des lèvres. Toujours prêt à élargir la gamme de son talent, Edward G. Robinson prouve qu'il sait aussi jouer la comédie, incarnant un petit-bourgeois italien dans Un trou dans la tête (1959) de Frank Capra.
Edward G. Robinson débute sur les planches et y remonte à l'occasion. En 1956, après une longue absence, il revient à Broadway en veuf qui se remarie à une toute jeune femme dans Middle of the Night de Paddy Chayefsky. La pièce est un succès.
Il intervient régulièrement à la radio et anime notamment l'émission Big Town.
Collectionneur de peinture, il est contraint de vendre ses tableaux, parmi lesquels on compte de nombreuses toiles de maître, lors de son divorce d'avec Gladys Lloyd.
Courts métrages 1930 | Warner Bros. Jubilee Dinner | Anonyme |
| 1931 | Stolen Jools = The Slippery Pearls (The) | William McGann |
| 1939 | A Day at Santa Anita | Crane Wilbur |
| 1939 | [Acteurs américains à bord du Normandie et à Paris] | Anonyme |
| 1942 | Moscow strikes back | Elliot Paul, Albert Maltz |
Longs métrages| 1930 | Kibitzer (The) | Edward S. Sloman |
| 1916 | Arms and the Woman | George Fitzmaurice |
| 1923 | Bright Shawl (The) | John S. Robertson |
| 1929 | Hole in the Wall (The) | Robert Florey |
| 1930 | A Lady to Love | Victor Seastrom |
| 1930 | East Is West | Monta Bell |
| 1930 | Little Caesar Le Petit César | Mervyn LeRoy |
| 1930 | Night Ride (The) | John S. Robertson |
| 1930 | Outside the Law | Tod Browning |
| 1930 | Sehnsucht jeder Frau (Die) | Victor Seastrom |
| 1930 | Widow from Chicago (The) | Edward Cline |
| 1931 | Five Star Final | Mervyn LeRoy |
| 1931 | Hatchet Man (The) Le Bourreau | William A. Wellman |
| 1931 | Smart Money | Alfred E. Green |
| 1932 | Silver Dollar Valet d'argent | Alfred E. Green |
| 1932 | Tiger Shark Le Harpon rouge | Howard Hawks, Richard Rosson |
| 1932 | Two Seconds | Mervyn LeRoy |
| 1933 | Dark Hazard | Alfred E. Green |
| 1933 | I Loved a Woman J'aimais une femme | Alfred E. Green |
| 1933 | Little Giant (The) Le Petit Géant | Roy Del Ruth |
| 1934 | Man with Two Faces (The) L'Homme aux deux visages | Archie Mayo |
| 1934 | Whole Town's Talking (The) Toute la ville en parle | John Ford |
| 1935 | Barbary Coast Ville sans loi | Howard Hawks |
| 1936 | Bullets or Ballots Guerre ou crime | William Keighley |
| 1937 | Kid Galahad Le Dernier combat = Le Dernier round | Michael Curtiz |
| 1938 | A Slight Case of Murder Un meurtre sans importance | Lloyd Bacon |
| 1938 | Amazing Dr Clitterhouse (The) Le Mystérieux Dr Clitterhouse | Anatole Litvak |
| 1938 | I Am the Law Je suis la loi | Alexander Hall |
| 1938 | Last Gangster (The) Le Dernier gangster | Edward Ludwig |
| 1939 | Blackmail | Henry C. Potter |
| 1939 | Confessions of a Nazi Spy Les Aveux d'un espion nazi | Anatole Litvak |
| 1939 | Dr. Ehrlich's Magic Bullet [La Vie du docteur Ehrlich] | William Dieterle |
| 1940 | A Dispatch from Reuters [Une dépêche de Reuter] | William Dieterle |
| 1940 | Brother Orchid | Lloyd Bacon |
| 1941 | Manpower L'Entraîneuse fatale | Raoul Walsh |
| 1941 | Sea Wolf (The) Le Vaisseau fantôme | Michael Curtiz |
| 1941 | Tales of Manhattan Six destins | Julien Duvivier |
| 1941 | Unholy Partners | Mervyn LeRoy |
| 1942 | Flesh and Fantasy Obsessions | Julien Duvivier |
| 1942 | Larceny, Inc. | Lloyd Bacon |
| 1943 | Destroyer | William A. Seiter |
| 1943 | Double Indemnity Assurance sur la mort | Billy Wilder |
| 1944 | Mr Winkle Goes to War | Alfred E. Green |
| 1944 | Tampico | Lothar Mendes |
| 1944 | Woman in the Window (The) La Femme au portrait | Fritz Lang |
| 1945 | Journey Together La Grande aventure | John Boulting |
| 1945 | Our Vines Have Tender Grapes | Roy Rowland |
| 1945 | Scarlet Street La Rue rouge | Fritz Lang |
| 1945 | Stranger (The) Le Criminel | Orson Welles |
| 1946 | Red House (The) La Maison rouge | Delmer Daves |
| 1947 | Night Has a Thousand Eyes Les Yeux de la nuit | John Farrow |
| 1948 | All My Sons Ils étaient tous mes fils | Irving Reis |
| 1948 | It's a Great Feeling Les Travailleurs du chapeau | David Butler |
| 1948 | Key Largo | John Huston |
| 1949 | House of Strangers La Maison des étrangers | Joseph L. Mankiewicz |
| 1950 | My Daughter Joy Son grand amour | Gregory Ratoff |
| 1952 | Actors and Sin | Ben Hecht |
| 1953 | Big Leaguer (The) | Robert Aldrich |
| 1953 | Glass Web (The) Le Crime de la semaine | Jack Arnold |
| 1953 | Vice squad Investigations criminelles | Arnold Laven |
| 1954 | Black Tuesday Mardi ça saignera | Hugo Fregonese |
| 1954 | Ten Commandments (The) Les Dix commandements | Cecil B. DeMille |
| 1954 | Tight Spot Coincée = Le Gang du crime | Phil Karlson |
| 1954 | Violent Men (The) Le Souffle de la violence | Rudolph Maté |
| 1955 | A Bullet for Joey Un pruneau pour Joe | Lewis Allen |
| 1955 | Hell on Frisco Bay Colère noire | Frank Tuttle |
| 1955 | Illegal Le Témoin à abattre | Lewis Allen |
| 1955 | Nightmare | Maxwell Shane |
| 1958 | A Hole in the Head Un trou dans la tête | Frank Capra |
| 1959 | Seven Thieves Les Sept voleurs | Henry Hathaway |
| 1960 | Pepe Pépé | George Sidney |
| 1961 | My Geisha Ma geisha | Jack Cardiff |
| 1961 | Two Weeks in Another Town Quinze jours ailleurs | Vincente Minnelli |
| 1962 | Sammy Going South [L'Odyssée du petit Sammy] | Alexander Mackendrick |
| 1963 | Cheyenne Autumn Les Cheyennes | John Ford |
| 1963 | Good Neighbor Sam Prête-moi ton mari | David Swift |
| 1963 | Outrage (The) | Martin Ritt |
| 1963 | Prize (The) Pas de lauriers pour les tueurs | Mark Robson |
| 1963 | Robin and the Seven Hoods Les Sept voleurs de Chicago | Gordon Douglas |
| 1964 | Cincinnati Kid (The) Le Kid de Cincinnati | Norman Jewison |
| 1966 | Ad ogni costo Le Carnaval des truands | Giuliano Montaldo |
| 1966 | Blonde de Pékin (La) | Nicolas Gessner |
| 1967 | Biggest Bundle of Them All (The) La Bande à César | Ken Annakin |
| 1967 | MacKenna's Gold L'Or de MacKenna | J. Lee Thompson |
| 1967 | Never a Dull Moment Frissons garantis | Jerry Paris |
| 1967 | Operazione San Pietro Au diable les anges | Lucio Fulci |
| 1968 | Uno scacco tutto matto | Robert Fiz |
| 1969 | Song of Norway | Andrew L. Stone |
| 1972 | Soylent Green Soleil vert | Richard Fleischer |