Емил Димитров е роден на 23 декември 1940 г. в град Плевен в семейството на Димитър Димитров (илюзиониста Мити, бивш кинооператор на неми филми) и Анастасия Димитрова (мадам Сизи,
асистентка на мъжа си).
Като ученик се увлича по рисуването и по класическата музика, започва да композира с акордеона си, участва в училищни пиеси. През 1959 г. получава втора награда на „Второто общобългарско състезание за изпълнители и инструменталисти“ за изпълнението му на акордеон на „Унгарската рапсодия“ от Лист. През 1960 г. е приет да учи актьорско майсторство във ВИТИЗ „Кръстьо Сарафов“, но не след дълго напуска и започва музикалната си кариера.
Първият концерт, в който той участва, е на 17 ноември 1960 г. с водещ
Коста Цонев.
На 24 декември 1960 г. в кино „Петър Берон“ представя пред публика
авторската си песен „Арлекино“, акомпанирайки си на акордеон.
През лятото на 1962 г. „Арлекино“ печели награда на Международния
фестивал в Сопот (Полша), която е и първата международна награда за българска песен.
През 1965 г. излиза първата му самостоятелна дългосвиреща плоча, която е и първата самостоятелна дългосвиреща плоча на естраден изпълнител в България. Продадени са рекорден брой копия от нея.
През 1968 г. изнася концерт на стадион „Динамо“ в Москва пред 80 000
души. Също така гастролира и в Куба заедно с Йорданка Христова. През 1969 г. започва да изнася концерти и във Франция.
1970-та е годината на излизането на плочата му, започваща с най-големия му хит – „Моя страна“. Не след дълго я записва и на френски, немски, италиански, испански и други езици и тя става европейски хит под името „Моника“. В Париж през 1972 г. заедно с Богдана Карадочева, оркестър „Балкантон“ и сестри Кушлеви изнася близо 30 концерта под името „Шоу Булгар“ в театър „Ейропен“.
Емил Димитров е първият български изпълнител, който въвежда
фолклорни мотиви в популярната музика. Ярък пример за това са песните „На брега на тихата Марица“, „Има любов“, „Грозде не набрах“, „Старите огнища“ и др. Също той първи въвежда и хард рок аранжиментите в българската музика – с албума си „Танцувайте с Емил“. Песента „Джулия“ става европейски хит в края на 1972 г., като заема челни места в много европейски класации.
През 1980 г. се провежда гала-спектакъл в зала „Универсиада“ в чест на 40-я му рожден ден и 20-годишнината от началото на творческата му кариера. В него взимат участие и Васил Найденов, Маргарита Хранова, група „Сигнал“ и други. На концерта му е връчена и златна плоча за особен принос към естрадната музика. Тя е първата в България златна плоча, връчена на естраден изпълнител. През 1990 г. получава отличието „Екселанс Ейропен“. А през 1995 г. излиза първият му компакт диск – „Дива самодива“.
През 1999 г. Eмил Димитров получава тежък мозъчен инсулт, който го
отделя от сцената. Но неговите колеги и приятели успяват да съберат пари и да организират бенефисен концерт и го връщат още веднъж на голямата сцена. Концертът се провежда през април 2002 г. и в него участват редица звезди на българската популярна музика като Йорданка Христова, Лили Иванова, Богдана Карадочева, Веселин Маринов, Панайот Панайотов, Борис Годжунов, Кристина и Михаил Белчеви и други.
На 30 март 2005 г. Емил Димитров умира.
За 40-годишната си кариера Емил Димитров издава над 30 албума, създава около 350 песни, продава 65 милиона копия от албумите си по целия свят, изнася над 7000 концерта в европейски, азиатски, африкански страни, пее на една сцена с Рики е Повери, Ал Бано, Джани Моранди, Патриция Карли, Шарл Азнавур, Йосиф Кобзон, Алла Пугачова (която изгря на музикалния небосклон благодарение на неговата песен „Арлекино“) и много други звезди на българската и световната поп и рок музика. Считан от мнозина за „крал на песента“ или дори „Синатра на Изтока“.