Замятин родился 1 февраля 1884 года в селе Лебедянь Тамбовской губернии, в семье священника. Окончив в 1902 году воронежскую гимназию с золотой медалью, он поступает в кораблестроительный институт, который оканчивает в 1908 году и начинает печататься. Первый крупный литературный успех пришел к нему после выхода в свет повести «Уездное» (1911). В 1916-1917 годах Замятин работал морским инженером в Англии, впечатления от которой легли в основу повести «Островитяне» (1917). Осенью 1917 года возвращается в Россию, работает в редколлегии издательства «Всемирная литература», публикуется в журналах.

В сложной литературной ситуации 1920-х годов Замятин тяготел к группе «Серапионовы братья». Он пишет рассказы и повести – «Пещера», «Русь», «Рассказ о самом главном»; пробует силы в драматургии – пьесы «Блоха», «Атилла». Свой знаменитый роман «Мы» писатель закончил в 1920 году. Сразу же последовало долгое и бурное обсуждение книги и в обществе, и в критике, хотя роман был опубликован за рубежом только в 1924 году (а через 64 года увидел свет на родине автора). С 1929 года Замятина в России уже не печатали.

 В 1931 году он обратился с письмом к Сталину с просьбой разрешить ему выехать за границу и, получив разрешение, поселился в Париже. Находясь в эмиграции, Замятин до конца жизни сохранял советское гражданство.

Умер Евгений Иванович Замятин 10 марта 1937 года в Париже от тяжелой болезни.

Посмертно были опубликованы его произведения — повесть «Бич Божий» и книга воспоминаний «Лица».