Saarinen estudió enHelsinki en laUniversidad Politécnica de Helsinki. Desde 1896 hasta 1905 trabajó como compañero con Herman Gesellius y Armas Lindgren en la firma «Gesellius, Lindgren, y Saarinen». Su primer gran trabajo fue el Pabellón Finlandés de laExposición Universal de 1900, que exhibía una extraordinaria convergencia de influencias de estilo: arquitectura de madera finlandesa, elneogóticobritánico y eljugendstil. La primera época de Saarinen fue posteriormente bautizada con el nombre de «romanticismo nacional» finlandés y culminó con la Estación central de Helsinki (diseñada en 1904, construida en 1910-14). En 1910–15 trabajó en el amplio proyecto de planeamiento urbanístico de Munksnäs-Haga y más tarde publicó un libro sobre el tema.
En enero de 1911 se convirtió en asesor de planeamiento urbanístico deReval, hoy conocida como Tallin, capital deEstonia, y fue invitado aBudapest para que asesorara sobre desarrollo urbano. En 1912, se publicó un folleto escrito por Saarinen sobre los problemas de planeamiento deBudapest. En abril de 1913 obtuvo la primera plaza en una competición internacional por su plan para Reval. Durante 1917-1918 Saarinen trabajó en el planeamiento para el Gran Helsinki. Saarinen también diseñó los billetes delmarco finlandés introducidos en 1922.
El 6 de marzo de 1904 Saarinen se casó conLouise "Loja" Gesellius. Fue una escultora y artista textil deHelsinki, hermana menor de su colaborador Herman Gesellius. Eero colaboró con ella en muchos trabajos de diseño. Tuvieron una hija, Eva-Lisa (Pipsan) Saarinen Swanson, el 31 de marzo de 1905 y un hijo,Eero, el 20 de agosto de 1910.
Eliel y Loja Saarinen se mudaron a losEstados Unidos, después de que Saarinen se presentara alconcurso para el diseño de laTribune Tower, enChicago. A pesar de que el diseño de Saarinen resultó el segundo en el concurso, su diseño influencio a una serie derascacielos posteriores como por ejemplo el edificio realizado en 1929 para elGulf Building enHouston. Saarinen se estableció primero en Evanston, Illinois, donde trabajó en su esquema para el desarrollo de la fachada del lago deChicago. En 1924 se convirtió en profesor visitante de laUniversidad de Míchigan.
En 1925 George Gough Booth le pidió que diseñara el campus de la Cranbrook Educational Community, planeado como un equivalente estadounidense de las escuelas del movimientoArts and Crafts como lo fue en sus inicios laEscuela de la Bauhaus en su sede deWeimar. En Cranbrook también colaboró activamente Loja Saarinen.[1] Saarinen enseñó en esta escuela y se convirtió en director de la Cranbrook Academy of Art en 1932. Entre sus estudiantes-colaboradores se encontrabanRay Eames yCharles Eames; Saarinen influyó sus siguientes trabajos de diseño de muebles.
Se convirtió en profesor en el Departamento de Arquitectura de la Universidad de Míchigan; una cátedra en el «A. Alfred Taubman College of Architecture and Urban Planning» de Míchigan lleva su nombre, y el College realiza anualmente una serie de conferencias en su honor.
Su hijoEero (1910-1961), se convirtió en uno de los arquitectos estadounidenses más importantes de mediados del siglo XX, como uno de los líderes deestilo internacional. El estudiante de Saarinen Edmund N. Bacon logró una prominencia nacional como Director Ejecutivo de la Comisión para el planeamiento urbano deFiladelfia desde 1949 hasta 1970.