Urodził się w rodzinie nauczycielskiej, swoje dzieciństwo spędził na American Samoa i w Santa Barbara w Kalifornii, gdzie uczęszczał do Marcos High Scool. Wcześnie rozpoczął swoją przygodę z teatrem, bowiem już w wieku czternastu lat zarabiał na życie grając na pianinie do przedstawień w lokalnym teatrze muzycznym. W jednej ze sztuk występował młody Anthony Edwards, z którym Eric zaprzyjaźnił się i po wspólnej nauce w collage razem zapisali się na Uniwersytet Południowej Kalifornii.

Jednak nie nauka był jego marzeniem. Miał ambicje związać swoje życie z teatrem. Rzucił więc studia po pierwszym roku i dołączył do trupy teatralnej wybierającej się do Szkocji, aby dać dziesięć przedstawień na festiwalu edynburskim. Po powrocie za ocean przeniósł się do Nowego Jorku i zaczął myśleć o aktorstwie poważnie. Zapisał się do renomowanej szkoły aktorskiej legendarnej Stelli Adler, wielkiej nauczycielki Marlona Brando, a potem Roberta De Niro. Uczęszczał także na nauki kunsztu aktorskiego do Peggy Feury. Od 1978 roku dostawał już różne role w produkcjach telewizyjnych, ale prawdziwy debiut przyszedł dopiero w 1982 roku rolą w filmie "Fast Times at Ridgemont High", gdzie pojawił się z Jennifer Jason Leigh, ówczesną swoją przyjaciółką.

Lata osiemdziesiąte przyniosły mu uznanie krytyki i sławę wśród publiczności. W 1985 roku otrzymał nominację do nagrody Złotego Globa za rolę Rocky Dennisa w filmie "Maska". Pozytywne opinie przyniosła jego rola w filmie Johna Hughes’a "Some Kind of Wonderful" (1987). W 1988 Stoltz zadebiutował na deskach Broadway’u rolą w sztuce "Our Town", za którą został nominowany do prestiżowej nagrody Tony oraz Drama Desk Award. Po roku cieszącą się popularnością sztukę adaptowano dla potrzeb telewizji. W 1990 roku powrócił ze sceny z powrotem do kina. Zainteresował się produkcjami niezależnymi. Zagrał m.in. w "The Waterdance", zwycięzcy Sundance Film Festival, odtworzył także drugoplanową rolę dealera narkotyków w słynnym "Pulp Fiction" Quentina Tarnatino, za którą był nominowany do nagrody Independent Spirit za najlepszego aktora drugoplanowego.

Wystąpił również w filmach niezależnych, które sam produkował m.in. "Mr. Jealousy" (1997). W drugiej połowie lat dziewięć dziesiątych występował również na nowojorskich scenach, w teatrach Broadway’u ("Trzy siostry" Czechowa, "Two Schakespearian Actors") i niezależnych inicjatywach ("The Importance of Being Ernest", "The Glass Menagerie"). Ciągle jeszcze pracował w telewizji m.in. partnerując Helen Haunt w serialu "Szaleję za tobą" (1992) jako jej ex oraz w 1994 roku kręcił "Chicago Hope".

Eric Stoltz ma słabość do kobiet, w ciągu ostatnich kilkunastu lat związał się z Ally Sheedy, Jannifer Janson Leigh, Lili Tylor, a także z Bridget Fondą. Latem 1999 roku podczas realizacji "The House of Mirth" (2000) spotykał się z australijską aktorką Rachel Griffiths.