奥尼尔出生于纽约一个演员家庭，父亲詹姆斯·奥尼尔是一个著名演员，母亲身体不好，染有吸毒症，哥哥跟着父亲跑龙套，常常酗酒。奥尼尔自幼随父亲剧团走南闯北，漂泊无定，由此他也熟悉了剧团生活。他喜欢音乐，爱读麦尔维尔、杰克·伦敦、康拉德的作品。1906年，他考入普林斯顿大学，后因恶作剧被校方勒令退学。他怀着“最固执、最不肯妥协的社会叛逆者”的违拗心理，放弃了向校方低头即可重返学校的机会，开始了其行走江湖的冒险生涯。他曾到洪都拉斯淘过金，在非洲和南美当过水手，做过演员、导演、新闻记者、小职员，当过流浪汉。这段时期生活很艰苦，有时非常潦倒，饭都吃不上。期间结过几次婚，都以失败而告终，这使他精神极度沮丧。
1912年在担任《电讯报》记者时，奥尼尔患肺结核住进疗养院，开始认真考虑个人的前途命运问题，并下决心做一个戏剧家。于是潜心研读了大量古希腊悲剧，以及莎士比亚、易卜生和斯特林堡等戏剧大师的作品。
1914年到1915年，他在哈佛大学贝克教授主持的47戏剧工作室学习。1916年，奥尼尔加入普罗文斯顿剧团，担任编剧。这个剧团是1915年由一群在马萨诸塞州消夏的年轻艺术家和作家组成的，他们富于进取精神，致力于戏剧改革，上演了奥尼尔的早期剧作。这种戏剧实验给当时的“小剧场”运动带来了新的生机，对国外戏剧长期垄断美国剧坛及美国戏剧商业化的现状是一种冲击，进而为美国戏剧的发展奠定了基础。
奥尼尔的早期剧作主要是一些独幕剧，如《东航卡迪夫》（1914）、《归途迢迢》（1917）等，大多以作者本人的航海经验为基础，描写水手的生活，同时也揭示了环境的冷漠、理想和现实的矛盾。这种对人生悲剧性的表现，成为他后来创作的基本主题。
1920年奥尼尔的剧本《天边外》上演，获得巨大成功，并获年度普利策奖。《天边外》写主人公罗伯特对远方的向往，表现其对未知世界的永久性冲动。戏剧用开阔的野外和窒闷的室内两种场景相互转换，表现人的“渴求与失望”的交替，暗示人的梦想与现实世界的不可弥合。从手法上看，这是一部现实主义和象征主义相结合的作品，全剧动作很少，语言简洁而富有诗意，揭示了人物的内心世界和生活中的悲剧性。
20世纪20年代至30年代初期，他有《琼斯皇》（1920）、《毛猿》（1921），《安娜·克里斯蒂》（1922）、《上帝的儿女都有翅膀》（1923）、《榆树下的欲望》（1924）、《大神布朗》（1926）、《悲悼》（1931）等21部作品陆续上演，其中一些戏剧还被介绍到欧洲。随着思想艺术风格的成熟，其戏剧创作迅速步入辉煌的巅峰，奥尼尔声誉日隆，成为具有世界影响的重要剧作家。1936年，“由于他那体现了传统悲剧概念的剧作所具有的魅力，真挚和深沉的**”，奥尼尔获诺贝尔文学奖。
