Après des études au collège de Navarre, il suit les cours de Daubenton et de Haüy. Grâce à ce dernier, qu’il a sauvé des massacres de septembre 1792, alors qu’il venait d’être emprisonné comme prêtre réfractaire, Etienne Geoffroy Saint-Hilaire entre au Jardin des Plantes comme "sous-garde et sous-démonstrateur du cabinet". Moins d’un an après, son nom figure comme professeur d’histoire des animaux vertébrés dans le décret de la Convention du 10 juin 1793 organisant l’enseignement au Muséum d’Histoire naturelle. Convaincu par les mots de Daubenton, selon lesquels la zoologie n’ayant "jamais été professée à Paris (...) tout est à créer", Etienne Geoffroy St-Hilaire accepte, à 21 ans, d’ouvrir le premier cours dans cette discipline. Au Muséum, il fait en outre créer la Ménagerie et organiser les collections.

Avec Cuvier, qu’il a appelé au Muséum, il publie deux mémoires en 1795, dont un porte Sur la classification des mammifères. Après avoir fait partie de la commission scientifique qui accompagne Bonaparte en Egypte (1798-1801), il retrouve son poste et ses travaux au Muséum. En 1809, il est nommé à la chaire de zoologie de la Faculté des Sciences et jusqu’en 1840, date à laquelle il est frappé de cécité, il continue d’assurer son enseignement au Muséum et à la Faculté.