Эдуард Хиль родился 4 сентября 1934 года в Смоленске. В 1949 году он приехал в Ленинград и поступил в Ленинградский полиграфический техникум. Параллельно занимался в оперной студии Дворца культуры им. Кирова, работал мастером на фабрике офсетной печати, увлекался живописью, учился в вечерней школе музыкального образования. В 1960 году окончил Ленинградскую консерваторию (класс пения Е. Г. Ольховского и З. П. Лодий) и начал выступать как солист Ленконцерта.
Постигал актёрское мастерство у режиссёров Э. Г. Пасынкова и А. Н. Киреева.
По окончании консерватории (1960) продолжились выступления и в спектаклях Оперной студии консерватории, состоялись и первые концерты с классическим и камерным репертуаром из произведений Чайковского, Римского-Корсакова, Шостаковича, Верди, Бизе, Пуччини, Гуно, Шуберта, Бетховена, Мусоргского. Хиль пел Фигаро в «Свадьбе Фигаро» Моцарта и в «Севильском цирюльнике» Россини, Януша из «Гальки» Монюшко, ведущие партии в «Евгении Онегине» и «Пиковой даме», графа Эльфора в «Чёрном домино» Обера. За исполнение последней партии Эдуард Хиль стал лауреатом фестиваля «Белые ночи».
В 1962 году певец впервые выступил с эстрадным репертуаром на сцене ЦДРИ в Москве, где молодого певца представил мэтр советской эстрады Леонид Утёсов.
В 1965 г. Эдуард Хиль принял участие в Фестивале советской песни, собравшем лучших её исполнителей, включая признанных классиков жанра Клавдию Шульженко и Леонида Утёсова.
В 1969 году певец возглавил жюри песенного конкурса, на котором впервые заявили о себе и стали лауреатами молодой певец Лев Лещенко и белорусский ВИА «Песняры».
На Всесоюзной фирме грамзаписи «Мелодия» вышел первый диск-гигант певца. Эдуард Хиль записал на грампластинку детские песенки — сказки. Без его участия не обходился ни один телевизионный «Голубой огонёк». В 1970 году певец записал свою песню — шлягер «Зима», которая имела значительный успех. В 1971 году он исполнил песни «Семёновна» и «Будет жить любовь на свете», немного позднее — «Счастливый день». С этого года Эдуард почти каждый год участвовал в телевизионных музыкальных фестивалях «Песня Года».
В 1977—1979 гг. преподавал сольное пение в ЛГИТМиКе. Среди его учеников такие разные исполнители, как Олег Погудин и Евгений Дятлов. С голосом Эдуарда Хиля ассоциируются такие известные песни, как «С чего начинается Родина?», «У леса на опушке…», «На безымянной высоте», «А люди уходят в море», «Как провожают пароходы», «Ах, море, море», «Лесорубы», «Человек из дома вышел», «Ходит песенка по кругу», «Это было недавно, это было давно», «Голубые города», «Как хорошо быть генералом», «Березовый сок», «Солнечная баллада», «Два брата», «Лунный камень», «Пора любви», «Не плачь, девчонка», «Остаюсь ленинградцем» и др.
В начале 1980-х годов на Ленинградском телевидении Эдуард Хиль создал и вел программу «У камина», в которой рассказывал об истории классического русского романса, приглашал лучших исполнителей — профессионалов, студентов консерватории и театральных вузов, пел сам.
В 1996 году Эдуард Хиль представил новый проект «Хиль и Сыновья», созданный благодаря идее музыканта и композитора Дмитрия Хиля — сына прославленного певца. Вместе с молодыми музыкантами группы «Препинаки» Эдуард Хиль по-новому представил ряд популярнейших в 1960—1970 годы песен, внеся в них современные аранжировки. С 1997 участвует с сыном в совместном проекте с рок-группой «Препинаки». Выпущен альбом «Ходит песенка по кругу» и клип на новую версию песни «Человек из дома вышел».
Особенно широкое общественное внимание привлекли выступления Хиля в парижском кабаре «Распутин», куда чтобы услышать певца специально приходили Шарль Азнавур, Мирей Матье, Жильбер Беко; пел Булат Окуджава, выступали Евгений Евтушенко, Никита Михалков. Там же в Париже вышел и первый компакт диск певца «Le Temps de L’Amour» («Пора любви»).
К трёхсотлетию Петербурга Эдуард Хиль подготовил и исполнил на музыку Р. Глиэра и стихи собственного сочинения «Гимн городу», городу, который считает его одним из самых почётных своих граждан. Также был выпущен компакт-диск с 12 песнями, написанными Д. Э. Хилем и поэтами С. Салтыковым, Э. Кузнецовым, И. Авраменко, О. Чупровым.
В 2010 году Хиль пережил очередной всплеск популярности. В Интернете большой интерес вызвал видеоклип Хиля на вокализ А. Островского «Я очень рад, ведь я, наконец, возвращаюсь домой», Хиль стал известен широким массам американских слушателей. Данный вокализ в США получил название «Trololo». Видеоклип стал настолько популярным, что пародию на него исполнил известный киноактер Кристоф Вальц.
После появления его ролика в американских блогах, певец выступил в модном московском клубе. Молодёжная аудитория приняла выступление Хиля с советскими шлягерами 1960—1970-х с энтузиазмом.
Народный артист РСФСР Эдуард Хиль скончался в Российском нейрохирургическом институте имени Поленова, где находился в тяжелом состоянии в результате инсульта. Он умер сегодня ночью в 1.35 на 78 году жизни.
Эдуард Хиль в начале апреля перенес инсульт и был госпитализирован в Мариинскую больницу с нарушением мозгового кровообращения. До 23 мая он получал высококвалифицированную медицинскую помощь в этой больнице, а потом был переведен в Институт имени Поленова. Все это время состояние пациента оставалось крайне тяжелым.