Après une formation théâtrale, Edward Zwick rejoint l'American Film Institute dès 1975 puis commence à se faire remarquer par ses courts métrages et son travail à la télévision comme producteur et réalisateur sur la série Family. Au début des années 80, il rencontre Marshall Herskovitz : ce dernier devient rapidement son premier collaborateur, sur petit écran tout d'abord avec la série Thirtysomething, puis au cinéma via leur société The Bedford Falls Company (à travers laquelle ils développent également certains programmes télévisés).

En 1986, Edward Zwick fait ses grands débuts derrière la caméra avec la comédie A propos d'hier soir, dans lequelle il dirige de tout jeunes Rob Lowe et Demi Moore. Cinéaste rare, il ne retrouve le chemin des plateaux qu'en 1989 avec le drame militaire et historique Glory, sur le premier bataillon d'Américains de couleur durant la Guerre de Sécession. Récompensé par trois Oscars, le film révèle Denzel Washington, lauréat de la statuette du Meilleur second rôle.

Après le road-movie au féminin Leaving normal (1992), qui subit la concurrence de Thelma et Louise, il retrouve le genre historique et épique en 1994 avec Légendes d'automne, porté par Brad Pitt et Anthony Hopkins. Deux ans plus tard, il plonge Meg Ryan au coeur de la Guerre du Golfe avec A l'épreuve du feu, et retrouve à cette occasion Denzel Washington. Il collaborera une troisième fois avec l'acteur en 1998 sur le thriller politique Couvre-feu.

Parallèlement à sa carrière de réalisateur, Edward Zwick n'oublie pas de coiffer sa casquette de producteur et produit notamment Shakespeare in Love, Traffic, Sam je suis Sam et Abandon. Absent derrière l'objectif durant cinq ans, il revient sur le devant de la scène en 2003 avec une nouvelle production d'envergure, Le Dernier samouraï, qui plonge Tom Cruise dans le Japon de la fin du 19e siècle. En 2007, il dirige Leonardo DiCaprio, Djimon Hounsou et Jennifer Connelly dans l'engagé Blood Diamond, thriller sur fond de contrebande de diamants. Le film est un nouveau succès et obtient cinq nominations aux Oscars.

Edward Zwick revient en 2009 au film de guerre historique, genre qui lui a souvent réussi, avec Les Insurgés. Il se consacre cette fois à l'incroyable histoire des frères Bielski, Juifs résistants pendant la Seconde Guerre Mondiale, qui prennent pour l'occasion les traits de Daniel Craig, de Jamie Bell et de Liev Schreiber. L'année suivante, le réalisateur revient au cinéma de ses débuts et signe une nouvelle comédie romantique : Love, et autres drogues, emmené par Jake Gyllenhaal et Anne Hathaway, est son 10ème long métrage.

Fasciné par le personnage controversé de Bobby Fischer et voulant tourner des films plus ambitieux et matures, il réalise Le Prodige qui sort dans les salles en 2015. Ce biopic retrace la vie du célèbre champion d’échecs incarné par Tobey Maguire. L'année suivante, le cinéaste opère un virage à 360 degrés en mettant en scène le thriller d'action Jack Reacher Never Go Back, second opus des aventures du justicier taciturne interprété par Tom Cruise.