Родившийся 2 (14) марта 1858 года в городе Ревель (ныне Таллин), в Российской империи, Эдуард Толль происходил из старинного дворянского рода Толль, связанного с графами из Голландии. С 1746 года род Толль был внесен в эстляндские матрикулы дворянства. Эдуард получил начальное образование в Домской школе города Ревель.
После переезда семьи в город Дерпт (ныне Тарту) в 1872 году, Эдуард поступил в Императорский Дерптский университет на естественно-исторический факультет, где изучал различные науки, включая минералогию, геогнозию, ботанику, зоологию и медицину. Его пребывание в университетском городе определило его будущую карьеру как ученого.
Первая экспедиция Толля проходила у берегов Северной Африки, где он изучал фауну, флору и геологию. Позднее он был приглашен в экспедицию на Новосибирские острова ученым-полярником А. А. Бунге. В ходе этой экспедиции в 1885 году Толль был уверен, что обнаружил легендарную землю Санникова, однако это предположение оказалось ошибочным. Экспедиция завершилась в 1886 году, после чего Толль вернулся в Санкт-Петербург.
В 1889 году он вступил в брак с Эммелиной Вилькон из Вирумаа. В это же время вышла его книга. Толль также подружился с Фритьофом Нансеном на географической конференции в Вене.
В период с 1889 по 1896 годы Толль работал ученым хранителем Минералогического музея Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Он также возглавил экспедицию, исследовавшую Восточно-Сибирское море и нашедшую останки мамонтов на реке Анабар. Во время плавания на ледоколе «Ермак» к берегам Шпицбергена в 1899 году он также принимал участие.
Толль внес значительный вклад в геологию и изучение природы Арктики, а его работы и открытия получили широкое признание в научном сообществе.
В 1903 году поисковая экспедиция под руководством лейтенанта Колчака обнаружила место стоянки Толля на острове Беннетта, а также его дневники и другие материалы. Группа Толля, не дождавшись «Зари», приняла решение самостоятельно двигаться на юг в сторону континента, однако дальнейшие следы этих четырех человек не были обнаружены.
Согласно завещанию, дневники Эдуарда Толля были переданы его вдове Эммелине Толль, которая издала их в 1909 году в Берлине.
В 1959 году сокращенные версии дневников были опубликованы в переводе с немецкого под названием «Плавание на яхте ‘Заря'».
